“東方紅一號”不僅達(dá)到了全部設(shè)計要求,而且至今在軌飛行,并可能繼續(xù)飛行數(shù)百年。它是中國航天史上的一座豐碑,激勵著一代代航天人奮勇向前。
“東方紅一號”玻璃鋼點(diǎn)火器
在飛行器投入運(yùn)行的過程中,第一大挑戰(zhàn)就是發(fā)射。“東方紅一號”發(fā)射所用的點(diǎn)火器就是由哈玻院承制的。
而點(diǎn)火器材料,正是玻璃鋼。
我父親的一個朋友,曾經(jīng)專門打電話詢問我:“我們家正在裝修,你幫我看看,什么玻璃比較好呀?!蔽艺f:“叔叔,我做的是玻璃鋼,不是玻璃,玻璃鋼和玻璃,是兩種不同的材料。"
這是不是也解答了很多人的疑問呢? 玻璃鋼,不是玻璃,它的學(xué)名叫作”纖維復(fù)合材料”。
什么是復(fù)合材料?其實(shí),復(fù)合材料就在身邊。比如,鋼筋混凝土。水泥本身的強(qiáng)度有限,當(dāng)它無法提供足夠的支撐時,就在其中加入鋼筋來增強(qiáng)它的強(qiáng)度??朔我徊牧系娜秉c(diǎn),提供單一材料本身所沒有的新性能,這正是復(fù)合材料的意義。
而纖維復(fù)合材料的成型也大體如此。它是由樹脂基體和纖維增強(qiáng)材料共同作用而成的。纖維是一種無機(jī)非金屬材料,一根纖維的直徑只有5微米。5微米是多大呢? 可以抓起一根頭發(fā)感受一下,一根纖維的粗細(xì)只有一根頭發(fā)的十分之一。但它的強(qiáng)度卻可以做到鋁合金的4倍以上。
在復(fù)合材料中,纖維就是”鋼筋”。
那么樹脂又是什么呢? 其實(shí)圓珠筆的外殼、礦泉水瓶,都是由樹脂固化而成的。
樹脂就是“水泥”。
可以做一個這樣的比喻: 纖維是骨,樹脂是肉,有骨無肉一盤散沙,有肉無骨弱不禁風(fēng)。骨肉相連,才能強(qiáng)勁有力。
那復(fù)合材料又有哪些性能優(yōu)勢呢?
它具有良好的絕緣性、很強(qiáng)的耐熱性、優(yōu)異的耐腐蝕和機(jī)械性能,而最重要的,它的密度只有傳統(tǒng)鋼鐵的四分之一,是真正輕如鴻毛的輕質(zhì)高強(qiáng)材料。
在下圖中,幾個美國大兵竭盡全力舉起一根木樁,婦女艱難地舉起一根木樁。而我們的女工輕描淡寫舉起一根圓桿。這根圓桿,正是復(fù)合材料桿塔。
它的價值重如泰山!
有這樣一組數(shù)據(jù):一架民用客機(jī)每減重1千克,全壽命運(yùn)營成本可節(jié)約22萬元。
而波音夢想客機(jī)的整機(jī)復(fù)材占比更是達(dá)到了50%也因此成為了航空史上首架超長程中型客機(jī)。
不僅如此,軌道交通也因復(fù)合材料而開啟新的篇章。今天,動車組的復(fù)合材料應(yīng)用,已經(jīng)超過了30%。
從蒸汽機(jī)時代、內(nèi)燃機(jī)時代,再到高速列車時代軌道交通提速至每小時600 千米指日可待。
2022年7月24日,中國在文昌航天發(fā)射場使用長征五號運(yùn)載火箭將”問天”實(shí)驗(yàn)艙精準(zhǔn)送入預(yù)定軌道發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。
“問天”實(shí)驗(yàn)艙是當(dāng)今世界最大單體載人航天器,它全長17.9米,最大直徑4.2米,發(fā)射質(zhì)量23噸。
哈玻院團(tuán)隊(duì)承制了”問天”實(shí)驗(yàn)艙多項(xiàng)重要結(jié)構(gòu)部件。太陽翼收納箱、電源定向結(jié)構(gòu)、推進(jìn)結(jié)構(gòu)等。
在飛行器投入運(yùn)行的過程中,第一大挑戰(zhàn)是發(fā)射而第二大挑戰(zhàn)則是展翼。太陽翼是”問天“在空間中的能量源泉。
“問天”的太陽翼全展超過55米,堪比半個足球場所以發(fā)射前,必須對太陽翼進(jìn)行折疊壓縮,壓縮至本書的厚度。