Почему орбитальные аппараты не делают из пластика?

Почему орбитальные аппараты не делают из пластика? Некоторые типы пластика имеют хорошие характеристики, такие как аирлои, которые имеют низкую теплопроводность, хорошую устойчивость к давлению и очень низкую плотность. Почему бы нам не использовать эти материалы для создания космических аппаратов?

Редактировать: Давайте сузим вопрос до airloys, который, я думаю, считается пластиковым материалом.

Я далеко не эксперт в этом, но подозреваю, что часть ответа будет состоять в том, что многие, если не все, пластмассы разлагаются под воздействием космического излучения.
airloy = аэрогель (термин, с которым люди, как я полагаю, будут более знакомы).
Я не совсем уверен, является ли «очень низкая плотность» хорошим качеством как таковым. значит у вас большой объем для данной массы, а большие объемы тяжело запустить (аэродинамическое сопротивление).
Аэрогели обычно отлично подходят в качестве теплоизоляции. Они, как правило, совсем не хороши в качестве конструкционного материала.

Ответы (2)

Причина довольно проста. Пластмассы имеют более низкую удельную прочность (отношение прочности к весу), чем металлические сплавы, которые, в свою очередь, имеют более низкую удельную прочность, чем различные углеродные композиты. Есть и другие причины, такие как устойчивость к перепадам температур, космический корабль подвергается воздействию как высоких температур, так и сильного холода, и металлы, как правило, справляются с этим лучше, чем пластмассы. Но только соотношение прочности и веса является достаточной причиной, чтобы предпочесть углеродные композиты или металл пластику.

Переходим к аэрогелям/аэрлоям. Они используются или разрабатываются НАСА, как здесь или здесь , в том числе для использования в качестве надувных теплозащитных экранов. Чрезвычайно высокая изоляционная способность аэрогелей сделала бы их идеальными для этой цели, если бы они были изготовлены из соответствующего вещества.

Также некоторые пластмассы уже имеют очень высокую применимость для использования в космосе. Одним из примеров является кевлар, который обладает многими превосходными свойствами . Кевлар имеет удельную прочность на растяжение в 8 раз выше, чем у стали, и умеренно устойчив как к теплу, так и к холоду. Из-за большой прочности на растяжение кевлар часто используется в защитных щитках . Кевлар и другие высокопрочные пластики — идеальные материалы для будущих надувных космических сред обитания.. Кевлар также идеально подходит для тросов. Недостатком кевлара является очень низкая прочность на сжатие, и он умеренно подвержен разрушению под воздействием УФ-излучения. Пластмассы также более проницаемы, чем металлы, из-за длинных молекулярных цепей. Композитные материалы могут использовать лучшие свойства различных материалов, и большинство композитов имеют пластиковый компонент.

Я бы также добавил к этому, что у многих пластиков есть проблемы с выделением газа, что затрудняет получение одобрения. Выполнимо, но не обязательно стоит

Почему они должны использовать пластик? Он не обладает прочностью на растяжение, не выдерживает температур, не выдерживает излучений, он хрупок. Нет смысла использовать пластик.

По крайней мере, вы можете использовать композитные материалы (и они начинают это делать), но это не пластик.

Это не очень хорошо изученный ответ. Правда, в качестве массивных конструкционных элементов пластмассы по разным причинам не используются (забавно, они слишком тяжелые), но они используются в самых разных системах, от тепловых и электрических изоляторов, клеев, экологических покрытий до абляционных теплозащитных экранов. Напыляемый пенный изолятор (SOFI) на внешнем баке космического челнока по существу представляет собой полиизопластовую пену. Так же как и многослойная изоляция (MLI) в виде пластиков с металлическим покрытием, фенолов в абляционных теплозащитных экранах, ПВХ-покрытий, антиконденсационных покрытий PF,...
@TildalWave Я должен был поместить свой ответ в качестве комментария, но это не очень хорошо изученный ответ, потому что это не очень хорошо изученный вопрос. И ответ выше моего списка точно такой же, как я перечислил: ни предела прочности, ни термостойкости, ни использования композиционных материалов.
Кевлар — это пластик (полипарафенилентерефталамид). Как и вектран (ароматический полиэстер). Кроме того, многие эпоксидные ламинаты обладают большей прочностью на растяжение, удельной прочностью и пределом текучести, чем сталь. Так что я не слишком очарован другим ответом, с которым вы сейчас сравниваете свой. Но другой, по крайней мере, показывает некоторые усилия, добавляет несколько интересных ссылок и отвечает на вопрос об аирлоях. В любом случае, теперь я добавил в комментарии довольно много информации (возможно, больше, чем оба ответа), поэтому не стесняйтесь редактировать любой ответ в своем ответе по своему усмотрению. О, некоторые виды топлива тоже пластмассовые. ;)
Так же, re airloy, вот интересное видео youtube.com/watch?v=k8OhJKR3AA4 Как конструкционный материал не пригодился бы по вполне понятным причинам, показанным в видео
@GianniAlessandro, но ваш ответ также существенно неверен. Пластик может иметь отличную прочность на растяжение — нейлон пластичен, кевлар тоже. Кроме того, некоторые эпоксидные смолы выдерживают температуру до 500°C, существуют пластмассы, пригодные для криогенного использования, а некоторые пластмассы обладают отличной стойкостью к ультрафиолетовому излучению. На самом деле проблема заключается в том, чтобы получить пластик, обладающий всеми этими качествами одновременно, но при этом более прочный, чем сталь, что делает его пригодным для использования в качестве корпуса космического корабля/спутника.
@BlakeWalsh Кевлар является зарегистрированным товарным знаком параарамидного синтетического волокна: это не пластик. Вы не можете считать 500 C «хорошей устойчивостью к высокой температуре». И мне очень жаль, но сталь почти не используется в космических кораблях/спутниках.
@TildalWave Как я объяснил выше, кевлар - это композитный материал, его нельзя считать пластиковым материалом. Эпоксидные ламинаты представляют собой композитный материал. Вектран - композитный материал! "Композит" и "Пластик" имеют разные значения!
Почему орбитальные аппараты не делают из пластика?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v