在國(guó)內(nèi)碳纖維的應(yīng)用市場(chǎng)中，箱體結(jié)構(gòu)發(fā)展的較為緩慢，初期其應(yīng)用領(lǐng)域多為軍用，例如軍用運(yùn)輸箱、設(shè)備機(jī)箱等等。但在國(guó)外，碳纖維箱體結(jié)構(gòu)技術(shù)發(fā)展的則相對(duì)更為成熟。為了更好的讓大家了解碳纖維箱體結(jié)構(gòu)應(yīng)用，我們邀請(qǐng)了國(guó)內(nèi)為數(shù)不多專注碳纖維箱體結(jié)構(gòu)，擁有非常豐富的碳纖維箱體結(jié)構(gòu)研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的權(quán)威專家，來(lái)為大家簡(jiǎn)單介紹一下。

“其實(shí)在國(guó)外，碳纖維箱體結(jié)構(gòu)已經(jīng)并局限于陸地上的應(yīng)用，在2017年1月，太空探索技術(shù)公司的獵鷹九號(hào)火箭發(fā)射成功，將10顆銥星送入預(yù)定軌道，同時(shí)第一級(jí)成功在太平洋進(jìn)行了海上回收”。

大家都熟知運(yùn)載火箭的返回復(fù)用需要以高運(yùn)載系數(shù)為基礎(chǔ)，獵鷹九號(hào)火箭以比沖并不出眾的梅林液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了驚人的運(yùn)載系數(shù)，其中一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)就是基于鋁合金的超輕儲(chǔ)箱，但這不是火箭儲(chǔ)箱技術(shù)的盡頭，使用碳纖維復(fù)合材料技術(shù)，火箭儲(chǔ)箱還可以技術(shù)減重約30%，從而讓運(yùn)載能力和運(yùn)載系數(shù)達(dá)到空前水平。

專家接著介紹道。復(fù)合材料儲(chǔ)箱技術(shù)，其實(shí)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)有很長(zhǎng)的歷史了，在2013年底，我國(guó)的嫦娥三號(hào)探測(cè)器軟著陸月球成功，報(bào)道中就曾提到它使用了T—700碳纖維纏繞的金屬膜片儲(chǔ)箱，至于通信衛(wèi)星等應(yīng)用性衛(wèi)星，使用復(fù)合材料儲(chǔ)箱更是歷史悠久。

盡管如此，在運(yùn)載火箭上使用的大型碳纖維復(fù)合材料儲(chǔ)箱，還是一項(xiàng)突破性的創(chuàng)新技術(shù)，但開(kāi)創(chuàng)者卻并非太空探索技術(shù)公司。早在2011年美國(guó)航天局就和波音公司簽訂合同，制造兩個(gè)試驗(yàn)用的復(fù)合材料低溫推進(jìn)劑儲(chǔ)箱。

美國(guó)航天局太空技術(shù)項(xiàng)目主管表示，這項(xiàng)技術(shù)驗(yàn)證工作的目標(biāo)是，與傳統(tǒng)金屬推進(jìn)劑儲(chǔ)箱相比，新的碳纖維復(fù)合材料儲(chǔ)箱重量減輕30%，成本降低25%，毫無(wú)疑問(wèn)，碳纖維復(fù)合材料已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。

即使對(duì)比鋁鋰合金等性能最好的金屬儲(chǔ)箱，碳纖維復(fù)合材料儲(chǔ)箱也能為液體運(yùn)載火箭能帶來(lái)巨大提高，這項(xiàng)顛覆性技術(shù)的優(yōu)勢(shì)建立在碳纖維遠(yuǎn)高于金屬材料的強(qiáng)度上。以航天飛機(jī)外掛超輕儲(chǔ)箱使用的2195鋁合金為例，它的抗拉強(qiáng)度不過(guò)是500多兆帕，而T300碳纖維的抗拉強(qiáng)度就有約3500兆帕，T800碳纖維的抗拉強(qiáng)度更是達(dá)到了約5500兆帕。

碳纖維對(duì)比金屬材料的性能優(yōu)勢(shì)極為突出，即使考慮碳纖維復(fù)合材料帶來(lái)的工藝處理等諸多麻煩，碳纖維復(fù)合材料儲(chǔ)箱也有很強(qiáng)的性能和成本優(yōu)勢(shì)。

不過(guò)在液體火箭中，碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用還存在著大量的難題需要解決。盡管有著各種困難，但碳纖維復(fù)合材料儲(chǔ)箱的高性能還是吸引了越來(lái)越多的火箭廠商的目光。展望未來(lái)，隨著碳纖維復(fù)合材料儲(chǔ)箱的實(shí)用化越來(lái)越近，它將極有可能成為運(yùn)載火箭領(lǐng)域游戲規(guī)則的改變者。