助力韩国首个民营火箭发射升空,碳纤维复合材料再度亮相航空航天

金属狂想曲 2023-04-14
1626 字丨阅读本文需 5 分钟

随着航空航天工业的迅速开展,对材料的要求也日益苛刻,一个国家新材料的研制与应用水平,在很大程度上体现了一个国家的科研水平,因此许多国家都把新材料的研制与应用放在科研工作的重要地位。韩国自主研制的运载火箭“韩光-TLV”的发射成功再一次证明了复合材料对于航空航天领域的重要性。

碳纤维复合材料作为先进复合材料的代表,它的发展不仅推动航天技术的飞速发展,在运载火箭的应用中也有着不可替代的作用。碳纤维复合材料的应用水平与规模甚至已经关系到运载火箭新型号的研发和整体性能的提升。

根据国外最新的航空航天资讯显示,韩国太空新创公司Innospace自主研制的运载火箭“韩光-TLV”于当地时间3月19日在隶属于巴西空军的阿尔坎塔拉发射中心发射升空。“韩光-TLV”是韩国首枚民营火箭,为验证运载火箭“韩光-NANO”将配备的发动机性能而研制,高16.3米,直径1米,重量8.4吨,是单级火箭,安装一台发动机。

Kolon 集团旗下的Kolon DACC Composite公司作为该款运载火箭的火箭推进器的主要零部件供应商,为火箭发射成功作出贡献,此外,Kolon 集团通过扩大投资,在Innospace总股份的比例已经提升至17.7%。

Kolon 集团的太空之梦

Kolon 株式会社成立于1954年,1957年成为韩国首家尼龙供应商。集团业务领域涵盖建设与物流、汽车配件、IT、 生物与保健、新材料、水处理等能源环保以及时装产业领域。

2021年,Kolon 集团旗下汽车和生活方式材料制造商科隆环球科技(Kolon Glotech Inc.)及其子公司Kolon DACC Composite公司宣布将进军卫星运载火箭领域。Kolon Glotech一直是碳纤维和玻璃纤维增强复合材料的供应商,而Kolon DACC Composite则以制造航空和国防工业用的各种轻质碳纤维复合材料而闻名。

Kolon Glotech以车用复材技术而闻名

2022年5月,在法国举办的“JEC WORLD 2022”展会中,Kolon DACC Composite展示了其飞机用高性能复合材料构件,如飞机主起落架舱门和使用

碳纤维预浸料加工的复合发动机叶片等;同时,Kolon发布了投资计划报告在6个领域投资约4万亿韩元,其中在未来出行领域(城市空中移动出行以及太空运载火箭复合材料零部件)投资4500亿韩元。

此次测试运载火箭采用了Kolon DACC Composite以超轻量、高耐热复合材料零部件开发技术为基础生产的各种关键零部件。尤其是向生产推进力的推进系统提供了关键零部件,推进系统是保障运载火箭正常进入航天器轨道的核心系统。从储存高压氦气和氮气的加压罐,到储存混合推进剂并承担高温高压燃烧过程的复合材料管式燃烧室,以及将以超高温和超高压排放的燃烧气体转换为动能

并产生推进力的复合材料喷嘴等,多种高功能复合材料零部件被应用于推进系统。此外,Kolon DACC Composite还制造并安装了保护发射体上端搭载的卫星等搭载体安全的高刚性结构前锥体整流罩。

Kolon集团为运载火箭提供零部件的同时,还对Innospace的股权进行了投资。投资公司Kolon Investmen以2019年投资10亿韩元起步,第二年追加了10亿韩元投资。2021年,移动出行材料和零部件专业关联公司Kolon Glotech ,向Innospace投资60亿韩元,Kolon Investmen追加投资了28亿韩元,使Kolon集团关联公司对Innospace股权的投资总额达到了108亿韩元,截至2023年3月,Kolon集团占有Innospace总股份的比率达到了17.7%,居外部投资者之首。

快速增长的全球航天市场

据市场研究机构Research and Markets发布的报告,全球卫星运载火箭市场年均增长率为15.1%,到2027年资金规模将达到约296亿美元。

迄今为止,美国SpaceX已发射1000多颗重达400公斤的卫星,今后还计划再发射12000颗卫星。亚马逊、Facebook等全球IT公司也计划发射数百颗中小型卫星。

最近,随着气象观测、通信、中继、互联网等用途的500公斤以下小型卫星的需求不断增加,小型运载火箭开发在猛增,市场规模在不断扩大。以往小型卫星大多通过大型运载火箭来发射,但大型运载火箭存在制造周期长、发射等待时

间长、发射失败风险高等问题,因此对小型运载火箭的需求越来越大。

目前,全球约有40多家以提供小型卫星运载火箭服务为目标的公司,而在韩国则以Innospace等初创公司为中心开展研发活动。

Kolon计划以此次小型运载火箭的发射成功为跳板,全力扩大其在民营航天工业领域的份额。Kolon 还计划就对卫星、监控和通信等国内航天开发领域的持续投资进行评估,不断扩大业务领域。

此次测试运载火箭的发射成功意味着韩国民营航天市场已正式开放。随着民营企业的资本和技术首次进入迄今为止一直由国家主导的航天开发领域,预计航天开发领域将步入快速发展轨道。当民营航天市场真正占据一席之地时,不仅能以更低成本更快速地发射商业卫星,而且运载火箭的大小也将趋于多样化。

文章来源: 碳纤维及其复合材料技术,金锄头文库,复材云集

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