复合材料低温贮箱渗漏检测试验

为了提高运载火箭的运输效率以及降低火箭发射成本，采用复合材料贮箱代替金属贮箱是最直接、最有效的方式。低温复合材料贮箱呈现明显的渗漏失效先于结构承载失效的特点，必须采用先进的渗漏性检测方法对复合材料贮箱进行渗漏性检测及漏率判定。本论文开展了复合材料低温贮箱渗漏检测试验系统平台搭建工作并对复合材料缩比低温贮箱进行了渗漏检测试验，获取到复合材料缩比低温贮箱在重复打压、反复加泄低温介质和带低温介质振动、液氧浸泡情况下的渗漏变化规律，对影响复合材料缩比贮箱结构渗漏的主要因素进行了研究和分析，论文工作对复合材料低温贮箱的渗漏检测和结构设计具有十分重要的意义。

贮箱轻量化是提高火箭运载效率的重要途径之一[1] [2] [3] [4]。

低温复合材料贮箱呈现明显的渗漏失效先于结构承载失效的特点[5] [6] [7]，对复合材料贮箱进行渗漏性检测及漏率判定，进而为复合材料贮箱的渗漏检测和结构设计提供理论指导，具有十分重要的意义。

针对这一关键问题，本论文开展了复合材料层合板渗漏性能检测和复合材料缩比低温贮箱的渗漏检测方法研究、试验系统平台搭建工作，并对复合材料缩比低温贮箱进行了渗漏检测试验，获取到复合材料缩比低温贮箱在带低温介质振动、液氧浸泡情况下的渗漏变化规律，对影响复合材料缩比贮箱结构渗漏的主要因素进行了研究和分析。

2. 复合材料层合板渗漏性能检测 复合材料贮箱中贮存的低温介质通常为液氧或液氢，氢分子直径更小，渗透性更强，因此，液氢贮箱发生渗漏问题的概率更大，因此将氢气作为渗透性的测试气体更能检验出材料的抗渗漏性能。但是氢气在使用的过程中容易引发爆炸，因此采用与氢分子直径更相近的氦气来对复合材料层合板进行渗漏测试。

根据压差法原理和GB/T1038.1-2022 [8]《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法差压法》，对团队研制的抗渗漏的碳纤维/改性环氧树脂基复合材料层合板(CFRP)的渗漏性能进行检测。图1 所示为直径65 mm 厚度1 mm~2 mm 的渗漏检测试样， 图2 为本课题组自主研发的低温抗渗漏测试系统， 主要由测试腔、真空系统、充气系统和冷却降温系统组成，测试腔分为上下两个密封的模拟超低温环境的腔室，分别为低压腔室和高压腔室。