近日，总部位于美国田纳西州Tullahoma市的航空航天工程研发公司-格洛耶-泰勒实验室公司(Gloyer Taylor Laboratories，GTL)宣布，其混合层压板(Blended Hybrid Laminate，BHL)复合材料技术取得了突破性成果，该技术可用于低温液态氢(LH2)的管道和输送管线。LH2是用于太空发射器的关键燃料，但空客和其他飞机原始设备制造商也在为零排放航空开发LH2。

当将LH2从输送罐或储罐转移到车辆储罐时，美国宇航局NASA和其他公司报告称：由于低温液体蒸发成蒸汽，造成了很高的损失。这些损失可能高达所转移燃料的50-70%，这导致需要很长的冷却时间来避免这种蒸发。这对在发射台上等待最后清理和倒计时的反复加油带来了重大挑战。现在，来自NASA SBIR项目的结果表明，GTL公司开发的复合材料管可以减少冷却时间和LH2蒸发，以及低温流体传输管道的质量。

GTL公司首先开发了用于低温罐的BHL技术，研制出了小型次级复合材料真空夹套杜瓦罐。当完全隔离时，GTL的复合材料杜瓦罐能够在-430华氏度下将 LH2 保持 21 小时以上，同时保持密封性，氢渗透最小。

进一步研究结果显示：这种创新的材料和工艺也适用于低温传输管线和管道，其热质量比金属管低10倍。在最近的一系列测试中，GTL证明了这些复合材料管道在快速达到20°K(-273°C)温度并在2秒内开始LH2流动的可行性。这意味着一旦集成到操作系统中，飞机或运载火箭的LH2储罐可以在几分钟内而不是几小时内充满，并且可以轻松管理在填充操作过程中蒸发掉的少量LH2，从而显著降低燃料成本并提高操作安全性。

SBIR项目对比评估了一系列轻质BHL复合材料管和等效金属管。这些测试证实并验证了BHL复合材料管增强的热性能，并证明它们的冷却速度比同等不锈钢管快约10倍。热质量的减少和传热性能的增强相结合实现了这种改进。利用该技术，可以显著减少燃料传输过程中的LH2蒸发，为飞机、卡车和航天器的LH2罐无排气加注打开了大门。

除此以外，作为该项目的一部分，GTL还制造了具有飞行能力的BHL管，作为GTL的Disruptor亚轨道火箭的主要液氧(LOX)和液态甲烷(LCH4)推进剂管线，并成功地进行了该飞行器的冷流地面测试。

据悉，GTL有多个利用BHL技术的并行项目，包括将BHL复合材料管集成到GTL超轻型复合材料LH2真空和夹套杜瓦罐的飞行原型中，计划于2024年第四季度在有人驾驶直升机上进行飞行测试。在接下来的一年里，BHL管还将集成到进一步的飞行应用中，展示其轻质、高性能的能力。GTL打算将BHL管整合到未来的飞行器设计和低温传输管线解决方案中。BHL复合材料技术几乎适用于任何低温系统，因此为太空发射和卫星系统以及月球、地月和火星任务应用提供了优势。

 

关于GTL公司

该公司成立于 2005 年，专注于为航空航天和国防工业提供变革性技术，包括复合材料低温储罐、特种结构复合材料、飞机和空间系统、燃烧稳定性分析、空间和运载火箭技术。

GTL还在开发高性能无人机和太空飞行器。GTL与美国宇航局、国防高级研究计划局(DARPA)、美国空军、美国太空部队、美国海军等机构签订了大量开发合同。

来源：碳纤维及其复合材料技术