航空航天案例分析 - BepiColombo水星探测 | Ensinger

BepiColombo水星探测

        欧洲首个BepiColombo水星探测任务选用了恩欣格材料。该任务将于2018年启程前往探测我们太阳系中最小和人类探索活动最少的类地行星。当它于2024年末到达水星时,必须承受350°C以上的高温,并在为期一年的基本任务期间收集数据,它的服务时间可能会延长一年。 

        该计划中包括两艘宇宙飞船,分别为:水星行星轨道器(MPO)和水星磁层轨道器(MMO)。BepiColombo是欧洲航天局(ESA)和日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)之间达成的联合任务,在欧洲航天局领导下执行。

在环境中生存 

        宇宙飞船能否完成任务取决于热控系统(TCS)的功能,该系统在飞行任务的每个阶段都使宇宙飞船所有组件系统的温度保持在可接受的范围内。因为宇宙飞船暴露于外太空、太阳能和行星磁场中,它必须适应外部环境。宇宙飞船通过喷射飞入天空时产生的内部热量也会使其 暴露于高温条件下。

        热控制对于确保宇宙飞船的最佳性能和任务的成功完成至关重要,因为如果某个组件的温度过高或过低,可能会受到损坏或其性能受到严重影响。而要使特定组件(如光学传感器和原子钟)保持在特定温度的稳定范围内,以确保其尽可能高效地运行,同样需要进行热控制。 

        热控系统中包括热隔离器,它是一个环形板,可用作高温和辐射的屏障。热隔离器必须承受高负载,在高温下必须具有非常高的抗蠕变性,这两种性能都需要保持6-7年的时间。

极高强度和耐高温 - TECASINT 1011

       对一款材料来说,要获得航空航天工业认可,并适合这一特定应用(如此热隔离器),需要漫长的过程并经过全面的测试。 

       之所以选用TECASINT 1011材料,是因为这种材料不会熔化,即使在高达350°C的温度下也不会软化。该材料在载荷作用下很难发生蠕变,对于应用来说是非常重要,因为它会在宇宙飞船长达6-7年的飞行时间内保持较高的螺旋力。Astrium公司/ Airbus D/S公司已对TECASINT 1011材料进行了4-5年的测试,来确认其适用于该应用。

PolyimidE - 首选材料

TECASINT 1011 natural

TECASINT 1011是一款聚酰亚胺纯料,因其高强度和高延伸率在TECASINT 1000系列中尤为突出。

      TECASINT 1011材料的性能包括:

  • 最大强度和伸长率 
  • 最佳电绝缘性
  • 最高弹性模量
  • 最小导热系数
  • 最小渗气性(根据ESA航天应用测试标准)

      TECASINT 1011材料的其他相关应用:

  • 绝缘体
  • 开关组件
  • 阀座
  • 导向链
  • 热玻璃机械爪
  • 垫磨片
  • 静密封件
  • 耐磨元件