航天器用高性能纖維編織繩索研究進(jìn)展

　　針對空間系繩、桁架式網(wǎng)狀可展開天線、熱刀壓緊釋放裝置等航天器結(jié)構(gòu)輕量化場景對高性能纖維編織繩索的應(yīng)用需求，介紹了航天航空工業(yè)中常用高性能有機纖維的性能特點，編織繩索的幾何結(jié)構(gòu)類型以及在航天器結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用現(xiàn)狀。

　　分析了編織繩索在航天器結(jié)構(gòu)中應(yīng)用存在的主要問題，認(rèn)為編織繩索的蠕變和應(yīng)力松弛性能是影響航天器長期服役過程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素；重點闡述了纖維材料、環(huán)境條件、載荷水平等因素對編織繩索蠕變和應(yīng)力松弛性能的影響；最后指出當(dāng)前研究中仍存在的一-些關(guān)鍵問題，并針對這些問題提出研究建議，期望為航空航天用高性能、高穩(wěn)定性、可調(diào)可控編織繩索的研制提供參考。

　　關(guān)鍵詞航天器：熱刀壓緊釋放裝置；編織繩索；蠕變；應(yīng)力松弛

　　隨著纖維制備技術(shù)的發(fā)展，芳香族聚酰胺纖維聚芳酯纖維、超高分子量聚乙烯纖維、聚酰亞胺纖維等高性能有機纖維的綜合性能得到了進(jìn)一步提升。高性能纖維編織繩索具有輕質(zhì)、高強高模、耐磨、可設(shè)計性強、易加工等優(yōu)點，在眾多領(lǐng)域成功替代金屬繩索，倍受空間探測和新型航天器輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計研究人員的青睞。

　　20世紀(jì)60年代，美國國家航空航天局(NASA)開始利用高性能纖維編織繩索的獨特性能開展空間系繩實驗任務(wù)， 發(fā)現(xiàn)了編織繩索在人工重力、航天器軌道保持和空間繩系機器人等領(lǐng)域的應(yīng)用潛力1。隨著空間站機組人員開始執(zhí)行長期任務(wù)，跑步機隔振穩(wěn)定(TVIS)系統(tǒng)、臨時阻力運動裝置( IRED)等高級鍛煉裝置的阻力繩索為航天員的健康和執(zhí)行特定任務(wù)提供了保障。

　　近年來，網(wǎng)狀可展開天線、熱刀壓緊釋放裝置等航天器結(jié)構(gòu)輕量化對高性能纖維編織繩索的需求越來越迫切。相對于空間系繩，網(wǎng)狀可展開天線和熱刀壓緊釋放裝置對編織繩索的尺寸和性能穩(wěn)定性要求更高。在長時間服役過程中，編織繩索在真空、高低溫交變、輻射、原子氧等空間環(huán)境下的蠕變和應(yīng)力松弛行為，成為其發(fā)展和應(yīng)用的關(guān)鍵因素。

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