NASA сотрудничает с AnalySwift и Университетом Южной Флориды по разработке тонкослойных композитов

AnalySwift (Уэст-Джордан, штат Юта, США), аффилированная с Университетом Пердью программная компания, предоставляющая эффективное высокоточное моделирование композитов, в сотрудничестве с Университетом Южной Флориды как основным исследовательским учреждением, получила контракт NASA Small Business Technology Transfer на улучшение проектирования композитов, включая тонкослойные, нужные для космических аппаратов и миссий NASA.

Тонкослойные композиты

Тонкослойные композиты (толщина отвердшего слоя <0,0025 дюйма) изготавливаются из тканых волокон: углеволокно, графен, другие полимеры. Прочность обеспечивается легкими изгибами по краям слоя, позволяющими воспринимать нагрузку, а не гнуться назад. Это делает их достаточно прочными для полезных нагрузок спутников — солнечных парусов для солнечной навигации или опор крупных космических аппаратов. Тонкослойные структуры можно сворачивать, уплотнять и долго хранить до развертывания.

«Тонкослойные композиты дают значительные приросты производительности над традиционными металлами для развертываемых космических структур», — говорит Кавай Квок, ассистент профессора кафедры машиностроения и авиакосмической инженерии UCF, ведущий исследование. «Экстремальная тонкость и высокий предел разрушения дают кривизны свертывания, далеко превосходящие текущие возможности. Они объемно- и массоэффективны, производятся низкой стоимостью из доступных материалов и коммерческих процессов».

Квок и его Лаборатория проектирования структур и материалов будут использовать разработанные экспериментальные и вычислительные методологии для характеристики и моделирования производительности тонкослойных композитов и полимеров для космических сред при повторном использовании и длительном сжатом хранении.

Квок говорит: экспериментальные данные, теории и сопутствующее ПО могут применяться к бумам, парусам, панелям, рефлекторам спутников, легким структурам посадочных модулей, роверов, солнечных батарей для миссий NASA, будущим авиационным аппаратам с компактным и вертикальным запуском.

AnalySwift выбрала UCF благодаря обширному опыту Квока с тонкослойными композитами, включая для NASA, — говорит Аллан Вуд, президент и CEO AnalySwift. «Профессор Кавай Квок сотрудничал с NASA по этой проблеме, AnalySwift рада партнерствовать с UCF как исследовательским учреждением».

AnalySwift и UCF также партнерствуют с Университетом Пердью (Вест-Лафайетт, штат Индиана, США), которое возглавит разработку исследовательского кода и симуляции для верификации и валидации модели под руководством Венбина Юй, профессора школы авиации и астронавтики Пердью.

«Сейчас нет валидированных надежных методов характеристики и моделирования для такого типа работы, учитывающих экстремальные условия и историю нагрузок», — говорит Юй. «Без надежных прогнозов и характеристик часто нужны дополнительные испытания для устранения неопределенностей финального дизайна, что замедляет развитие технологий и поставку».

Контакт: Роберт Уэллс, Офис исследований, robert.wells@ucf.edu