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航天科技四院43所康本公司大型浮空器结构平台研制攻关侧记
来源:中国航天报     日期:2020年07月17日    字体:【】【】【

近日,航天科技集团四院43所康本公司与客户新签订1006万元平流层飞艇复合材料骨架平台研制合同。这是公司继成功研制完成平流层小艇、中试艇、欧拉艇之后,在中国高分辨率对地观测系统(简称高分专项)上的又一个大订单。

中国高分辨率对地观测系统将统筹建设基于卫星、平流层飞艇和飞机的高分辨率对地观测系统,形成全天候、全天时、全球覆盖的对地观测能力,被誉为“天眼”工程。而康本公司研制的结构平台如同巢穴,将为平流层飞艇在2万米高空长时间稳定工作提供可靠支撑。

早在2015年,康本公司便开始了碳纤维复合材料在通用航空浮空器中的应用研究。经过两年的探索攻关,该公司先后解决了轻量化设计和制造等关键难题,实现了数千根碳纤维管件和连接件的完美结合,助力我国首艘大型载人观光飞艇成功下线。该公司积累的大批研制经验和技术成果,在高分专项项目的竞争中发挥了重要作用。

平流层飞艇不同于观光飞艇,它的高度更高、精度更高、稳定性要求也更高,这给项目研制带来重重挑战。同时,因为平流层飞艇体型巨大等因素,确保浮空器升空、浮空、降落等过程中的整体结构稳定可靠,成为团队需要解决的首要难题。为此,团队成员在前期研究的基础上,采用整体设计方法,不断优化、反复验证,创新性地提出了高稳大尺寸环形桁架结构设计技术。

此外,复合材料各单元的连接是设计中的又一个难点问题,不仅要满足不同复杂结构单元的高强度、高精度和高可靠性要求,还要实现可拆卸、可重复使用的转场使用指标。对此,项目团队静下心来逐个击破,大量探索试验后,针对不同结构的倒锥圆榫卯连接接头、多节点全复材榫卯接头等10余种多种空间多向接头相继研制成功,解决了不同应用环境下的连接需要。

2019年4月,长110米的长航时平流层飞艇结构平台开始总装。总装现场条件艰苦,装配时间紧、任务急、工作量大,最重要的是要保证高空安装中大尺寸结构件的装配精度,团队成员白天在现场安装、晚上开会讨论、设计装配工装,赶时间抢进度,连续奋战,半年的时间里累计在家的时间不足10天,最终圆满完成任务,确保试飞成功。

截至目前,康本公司在大型浮空器领域已掌握多项核心技术,获受理发明专利1项,授权专利6项,在国内外公开刊物和会议上共发表科技论文10余篇。

从直径4.5米到36米,从长度16.8米到110米,从系留、低空到高空,两年的时间里,项目团队与高分专项为伴,一步步走出了一片广阔天地。目前,康本公司大型飞艇碳纤维复合材料骨架平台研制已累计实现合同收入近4000万元,为该公司经济发展注入了新活力。

“随着浮空器技术的快速发展和大量应用,碳纤维复合材料在结构设计和制造中的地位将越来越重要,康本公司将紧抓机遇,集中优势开展核心技术攻关,为经济发展添加新的增长点。”康本公司董事长谈到通用航空的未来时,信心满满。

当下,项目团队正在向巨型飞艇碳纤维复合材料结构平台发起挑战,凭借着航天技术优势,为“天眼”筑造更加坚实的巢穴。(行鹍鹏 段秀琳)

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