Budoucnost patří kompozitům

Po mnoho desítek plet platilo, že se nádrže vyráběly z oceli, nebo různých kovových slitin. Jenže materiálové inženýrství udělalo v poslední dekádě ohromný skok vpřed a kovové nádrže jsou najednou moc těžké a drahé. Nová doba si žádá nové materiály, které budou lehčí, odolnější a navíc i levnější. Mezi kandidáty se o své místo na slunci hlásí nejhlasitěji právě kompozitní materiály. NASA si je jejich kvalit dobře vědoma a proto se pustila do důkladného průzkumu jejich možností.

Výsledkem výzkumného projektu je jedna z největších nádrží, jaké kdy byly z kompozitních materiálů vyrobeny. Její průměr je 5,5 metru a vznikla ve závodě firmy Boeing. V nejbližších dnech na ni čeká cesta přes celé Spojené státy. Z výrobní haly ve městě Tukwilla (stát Washington) zamíří do Huntsville v Alabamě, kde sídlí Marshallovo vesmírné centrum. Vzdušnou čarou dělí obě města téměř 4 000 kilometrů. Je jasné, že přepravovat takto nadměrný náklad přes půl kontinentu by nebyl dobrý nápad. Ke slovu proto přijde speciální letoun ve službách NASA označovaný Super Guppy. Tohle nákladní letadlo s odklopitelnou přídí je uzpůsobené na  transport velkých kosmických součástek. Nedávno třeba převážel tepelný štít pro první loď Orion.

Letoun SuperGuppy

Letoun SuperGuppy
Zdroj: http://upload.wikimedia.org/

Podle plánu by měl let trvat dva dny. V Marshallově středisku nádrž přesunou do čisté místnosti, kde podstoupí důkladné testování. Čeká ji naplnění kapalným vodíkem a následné natlakování. Inženýři budou s využitím mnoha měřících přístrojů sledovat, jak reaguje konstrukce nádrže na tohle velmi chladné médium. Nádrž bude vystavena extrémním teplotám i tlakům, aby se co nejlépe nasimulovaly podmínky, které by na ni působily během startu. O důkladnosti testů vypovídá i to, že by měly probíhat během celého léta. Všechna data se budou sbíhat do nově vybudované řídící místnosti, která disponuje kvalitnějšími videolinkami a komunikačním zázemím. Všechna data se budou porovnávat nejen s tradičními kovovými nádržemi, ale i s výsledky, které přineslo testování menších kompozitních nádrží.

Kompozitová nádrž o průměru 5,5 metru.

Kompozitová nádrž o průměru 5,5 metru.
Zdroj: http://www.nasa.gov/

Kompozitové nádrže umožňují uspořit oproti svým kovovým příbuzným až 30% hmotnosti a 25% finančních nákladů při výrobě. „Dopravit na oběžnou dráhu kilogram nákladu stojí tisíce dolarů. Lehčí nádrže by tedy měly umožnit budoucím raketám vynášet více užitečného nákladu,“ říká Michael Gazarik, přidružený administrátor direktoriátu vesmírných technologií při NASA.

Výrobě této pětiapůlmetrové nádrže předcházely menší modely o průměru dva a půl metru, na kterých si NASA ověřila, že tato technologie stojí za další průzkum – tentokrát už ve větších měřítkách. Testy navíc ukázaly, na které oblasti je potřeba zaměřit větší pozornost. U dříve testovaných nádrží například docházelo k nepatrným únikům paliva přes mikroskopické otvory. 

Robotické rameno při výrobě kompozitové nádrže.

Robotické rameno při výrobě kompozitové nádrže.
Zdroj: http://www.nasa.gov/

Aktuálně testovaný model nejenže už by neměl těmito závadami trpět, ale navíc znamená výrazný technologický posun vpřed. Dosahuje totiž velikosti, která se používá u opravdu velkých raket. Na druhou stranu nesmíme zapomínat, že firma SpaceX už kompozitové nádrže používá u svých raket Falcon. Rozdíl je ale ve velikosti. Falcon 9 má totiž průměr těla 3,6 metru, což je o téměř dva metry méně než nádrž, která se bude během léta testovat.

Při výrobě nádrže se hodily zkušenosti společnosti Boeing, která využívá kompozitní materiály na svých letounech. Šlo především o metodu pokládání vláken a vylepšily se i opravné postupy. Kosmonautika a letectví jsou spojené nádoby. Vývoj jednoho odvětví se rychle projevuje i v oboru druhém. Díky vylepšeným technologiím bude možné vyrábět levnější kompozitní díly bez strachu o jejich spolehlivost. Vývojáři si nekladou malé cíle. Chtěli by dovést výrobu kompozitních nádrží až do takové fáze, aby jejich výrobky letět v budoucnu i na superraketě SLS.

Zdroje informací:
http://www.nasa.gov/
http://en.wikipedia.org/

Zdroje obrázků:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/13/Composite_3d.png
http://upload.wikimedia.org/…the_NASA_Super_Guppy_Turbine_(ED13-0074-108).jpg
http://www.nasa.gov/sites/default/files/img_0505a.jpg
http://www.nasa.gov/sites/default/files/img_1800.jpg

Budoucnost patří kompozitům, 2.5 out of 5 based on 13 ratings
Pin It
(Visited 1 111 times, 1 visits today)
Nahlásit chybu

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 2.5/5 (13 votes cast)
(Visited 1 111 times, 1 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


2 komentáře ke článku “Budoucnost patří kompozitům”

  1. Honza napsal:

    S kapalným vodíkem je problém nejen v tom, že je studený. Taky díky malému rozměru molekuly proleze kdejakou škvírou. Dokonce pronikne i kopaktní ocelovou stěnou, naštěstí jen ve zcela zanedbatelném množství.

    Kompozitní nádrže na vodík se už dělají i pro experimentální automobily, autobusy nebo vodíkové články. Právě kvůli zamezení únikům v nich bývá i kovová vrstva.
    Ale takhle velké opravdu nejsou 🙂 Díky za článek.

Zanechte komentář