Ракета Фалькон-9 ставит такие рекорды благодаря своему великолепному соотношению сухой и полной массы. Каковое соотношение связано с использованием углепластика в конструкции. И здесь мы попадаем в область космического материаловедения, то есть - в область эксплуатации материалов в экстремальных условиях.
Обычные опасения касательно расслоения пластика, а также снижения свойств в связи с эрозией элементов композита, препятствовали (и до сих пор препятствуют) широкому использованию композитов в космонавтике. Самое старое космическое "пластиковое" решение - оболочка спускаемого аппарата Союз - связано скорее с протективными задачами, чем с несущими свойствами.
Изготовление пластиковых конструкций связано с проблемами геометрии (деформации конструкции при полимеризации связующего из-за неравномерности усилий при намотке основы), проблемой остаточных напряжений, проблемами неоднородности свойств в толстых элементах и образования пузырьков, проблемами расслоения при ударных нагрузках, проблемами деградации свойств со временем (разложение связующего). Если мы предположим, что все эти проблемы решены в Фалкон-9, а судя по 12-му полету ступени это похоже на правду, то у нас возникает некое видение перспективы многоразовых носителей.
Фактически, пока Маск ставит рекорды - все остальные следят и фиксируют результаты проводимых НИОКР.
Теоретически, если говорить об отличии свойств металлов и композитов, на первое место выходят трудности обработки композитов по сравнению с металлами. Иной характер и границы деформации под нагрузкой. Иное взаимодействие с газами, радиацией. Фактически все эти задачи - это новая пирамида технологических процессов. Причем пирамида дорогостоящая, требующая больших интеллектуальных вложений.
Проводимая Илоном Маском работа позволяет оценить предельные возможности углепластиковых конструкционных решений, оценить стоимость и рентабельность, а также риски, что несомненно, в дальнейшем приведет к росту вложений в индустрию композитов.
.
Journal information