武湛君，陈 铎，李世超，崔运广，李娟子，袁玉环，王宏宇，刘 新

（1.大连理工大学航空航天学院，大连 116024；2.大连理工大学材料科学与工程学院，大连 116024）

随着星际旅行与深空探测概念的兴起，进一步提升运载火箭的结构效率成为航天领域的热点话题[1–2]。低温燃料贮箱作为推进系统中重量和体积占比最大的部件，其轻质化水平是衡量运载火箭结构效率的核心因素。研究表明，复合材料的应用可使贮箱结构减重20%～40%，并且随着贮箱尺寸增大，减重效果愈加明显[3–4]。以美国私人商业航天公司Space X的Falcon 9 火箭发射报价为例，发射1kg有效载荷至地球同步转移轨道（GTO）的价格约为7500美元[5]。因此，开展运载火箭低温复合材料贮箱的应用研究具有显著的经济效益和社会效益。

20世纪90年代，美国的DC–XA亚轨道飞行器首次采用复合材料液氢贮箱，并进行了4次飞行试验[6]。在同一时期，美国洛·马公司为X–33无人飞行器设计了复合材料液氢贮箱，但是在后续试验过程中贮箱内部面板产生裂纹，液氢渗漏导致最终项目失败[3]。 2006年，美国发布的《高超声速发展规划》中把可重复使用低温复合材料贮箱技术列为关键技术之一。2008年美国发布的《2030年前太空探索规划》把复合材料和低温介质贮存列为首要突破的八大关键技术之一。2014年NASA 制造出直径5.5m的复合材料低温贮箱样件，并被评为2014年NASA十大科技进展[3–4]。2016年，美国Space X公司制造出了航天历史上最大的复合材料低温贮箱[7]。另外，日本HOPE-X计划和SSTO计划、欧空局FESTIP计划和FLPP计划均涉及到了复合材料贮箱的研究工作[8]。……