衛(wèi)星天線逐漸被高模量碳纖維材料替代
人類探索太空的方式已經(jīng)從肉眼觀察,到如今的載人航天,其中蘊(yùn)含著難以想象的智慧。而衛(wèi)星作為人類探索太空的一個(gè)重要工具,是實(shí)現(xiàn)全球通信的強(qiáng)大支柱。在衛(wèi)星上有一個(gè)非常重要的部件——天線,隨著技術(shù)的更迭,被高模量碳纖維所取代,它將起到更大的作用。
衛(wèi)星天線的基本常識(shí)
天線是衛(wèi)星上不可或缺的星載設(shè)備,通常安裝于衛(wèi)星表面,衛(wèi)星天線的材料不同,性能也不一樣,因此實(shí)現(xiàn)的用途也有所區(qū)別。目前的衛(wèi)星可以支持安裝多種天線,完成不同的功能,如反射天線、接收天線、遙控天線和C波段全向天線等。
衛(wèi)星天線其實(shí)在20世紀(jì)70年代就已經(jīng)開始有了,不過礙于技術(shù)的欠缺,當(dāng)時(shí)的衛(wèi)星天線多以凱夫拉纖維、中模量碳纖維復(fù)合材料為主。天線部件中有天線饋源、波導(dǎo)、支架、多路調(diào)節(jié)器等都采用了這幾種復(fù)合材料。
隨著對(duì)碳纖維制備研究的深入,高模量碳纖維和高強(qiáng)高模量碳纖維系列研發(fā)成功,之后衛(wèi)星天線上更多的采用它們來制作,尤其是高強(qiáng)高模量(MJ)系列,已經(jīng)成為了航空航天裝備的大熱材料。
高模量碳纖維在衛(wèi)星天線上的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
1、質(zhì)量比鋁合金天線降低50%,機(jī)械性能優(yōu)于鋁合金天線;
2、電性能達(dá)到或接近鋁合金天線的技術(shù)指標(biāo);
3、能夠承受振動(dòng)、加速度、沖擊、高低溫循環(huán)、熱真空等環(huán)境試驗(yàn)的技術(shù)指標(biāo);
4、熱膨脹系數(shù)小,在太空晝夜溫差較大環(huán)境中可實(shí)現(xiàn)零變形,保證天線高精度。
高模量碳纖維的出現(xiàn),為航天事業(yè)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。人類對(duì)于碳纖維的研究并沒有就此暫停,只有不斷的實(shí)驗(yàn)和發(fā)現(xiàn),才能找到更多更具有實(shí)用價(jià)值的高端材料。