Kompozit üzerine sarılmış basınçlı kap - Composite overwrapped pressure vessel

Kompozit basınçlı kap.jpg

Bir kompozit üzerine sarılmış basınçlı kap (COPV) bir Gemi yapısal bir tabaka ile sarılmış ince, yapısal olmayan bir astardan oluşur. lif bileşik, tutmak için tasarlanmış sıvı baskı altında. Astar, akışkan ve kompozit arasında bir bariyer sağlar ve sızıntıları önler (matris yoluyla meydana gelebilecek mikro çatlaklar yapısal arızaya neden olmayan) ve yapının kimyasal bozulmasına neden olur. Genel olarak, darbe hasarına karşı koruyucu kalkan olarak koruyucu bir kabuk uygulanır.[1][2] En yaygın kullanılan kompozitler elyaf takviyeli polimerler (FRP),[3] kullanma karbon ve Çelik yelek lifler. Benzer boyutlu bir metalik basınçlı kap ile karşılaştırıldığında bir COPV'nin birincil avantajı daha düşük ağırlıktır, ancak bu artan üretim ve sertifikasyon maliyetleri ile dengelenebilir.

Kasası Altair roket aşaması, esasen bir fiberglas kompozit üzerine sarılmış basınçlı kap

Genel Bakış

Bir kompozit üstü sarılmış basınçlı kap (COPV), tipik olarak bir metalik astar, bir kompozit üst sarım ve bir veya daha fazla kabartıdan oluşan, basınç içeren bir kaptır.[4] Yüksek mukavemetleri ve düşük ağırlıkları nedeniyle uzay uçuşunda kullanılırlar.[5]

Çalışma sırasında, COPV'ler basınçsız durumlarından genişler.[6]

İmalat

Üretim sırasında COPV'ler, otofrettage. Ünite basınç altındadır ve astarın plastik olarak (kalıcı olarak) deforme olmasına izin verilir. Üst sargı ile temas eder ve kalıcı bir hacim artışı ile sonuçlanır. Bir kabın otofretajının bir nedeni, bir ürün hattındaki basınçlı kaplar boyunca hacim artışının aile içinde kaldığını doğrulamaktır. Aile dışı veriler, gemide olası hasarı gösterebilir.[5][7]

Test yapmak

COPV'ler üzerinde aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli testler ve incelemeler yapılır: patlama testi, stres-kopma ömrü, ve Hasarsız inceleme.[8][9]

Yaşlanma

Üç ana bileşen, yaşlanmaya bağlı COPV'nin gücünü etkiler: döngü yorgunluğu, sargının yaşlanma ömrü ve stres kopma ömrü.[4]

Başarısızlıklar

COPV'ler karmaşık arıza modlarına tabi olabilir. 2016 yılında SpaceX Falcon 9 roketi Sıvı oksijen tankı içindeki COPV arızası nedeniyle ped üzerinde patladı:[10] arıza, COPV'nin alüminyum astarı ile bir boşluk veya tokada kompozit üst kaplama arasında oksijen birikmesinden kaynaklandı. Sıkışan oksijen, ya üst sarma liflerini kırabilir ya da şişerken lifler arasında sürtünmeye neden olarak saf oksijendeki lifleri tutuşturabilir ve COPV'nin başarısız olmasına neden olabilir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Kompozit üzerine sarılmış basınçlı kaplar için koruyucu kılıflar
  2. ^ Metal Astarlı Kompozit Üzeri Sarılmış Basınçlı Kap
  3. ^ KOMPOZİT BASINÇLI KAPLAR İÇİN YAPISAL SAĞLIK İZLEME SİSTEMİ
  4. ^ a b Russel, Rick. "Kompozit Sarılı Basınçlı Kaplar (COPV) Gerilme Kopma Testi. Bölüm 2" (PDF). NASA. Alındı 25 Mayıs 2018.
  5. ^ a b Keziryan, Michael T. "Kompozit Üzerine Sarılmış Basınçlı Kaplar (COPV): Uzay Mekiği Programı için Uçuş Gerekçesi" (PDF). AIAA. Alındı 24 Mayıs, 2018.
  6. ^ Tam, Walter H. "KOMPOZİT AŞIRI SARILMIŞ BASINÇLI TANK MONTAJININ TASARIMI VE İMALATI" (PDF). AIAA. Alındı 24 Mayıs, 2018 - Orbital ATK aracılığıyla.
  7. ^ Pat B. McLaughlan; Scott C. Forth; Lorie R. Grimes-Ledesma (Mart 2011). "Kompozit Üzeri Sarılmış Basınçlı Kaplar, Bir Astar" (PDF). NASA. Arşivlenen orijinal (PDF) 2015-04-21 tarihinde.
  8. ^ Gemi Testi Arşivlendi 2008-09-05 de Wayback Makinesi
  9. ^ "Gerilme kopması ömür testi". Arşivlenen orijinal 2010-05-27 tarihinde. Alındı 2008-10-20.
  10. ^ "SpaceX, Eylül roket patlamasında COPV'nin rolünü duyurdu". 01/02/2017.