?近日，總部位于美國田納西州Tullahoma市的航空航天工程研發公司-格洛耶-泰勒實驗室公司(Gloyer Taylor Laboratories，GTL)宣布，其混合層壓板(Blended Hybrid Laminate，BHL)復合材料技術取得了突破性成果，該技術可用于低溫液態氫(LH2)的管道和輸送管線。LH2是用于太空發射器的關鍵燃料，但空客和其他飛機原始設備制造商也在為零排放航空開發LH2。

當將LH2從輸送罐或儲罐轉移到車輛儲罐時，美國宇航局NASA和其他公司報告稱：由于低溫液體蒸發成蒸汽，造成了很高的損失。這些損失可能高達所轉移燃料的50-70%，這導致需要很長的冷卻時間來避免這種蒸發。這對在發射臺上等待最后清理和倒計時的反復加油帶來了重大挑戰。現在，來自NASA SBIR項目的結果表明，GTL公司開發的復合材料管可以減少冷卻時間和LH2蒸發，以及低溫流體傳輸管道的質量。

GTL公司首先開發了用于低溫罐的BHL技術，研制出了小型次級復合材料真空夾套杜瓦罐。當完全隔離時，GTL的復合材料杜瓦罐能夠在-430華氏度下將 LH2 保持 21 小時以上，同時保持密封性，氫滲透最小。

進一步研究結果顯示：這種創新的材料和工藝也適用于低溫傳輸管線和管道，其熱質量比金屬管低10倍。在最近的一系列測試中，GTL證明了這些復合材料管道在快速達到20°K(-273°C)溫度并在2秒內開始LH2流動的可行性。這意味著一旦集成到操作系統中，飛機或運載火箭的LH2儲罐可以在幾分鐘內而不是幾小時內充滿，并且可以輕松管理在填充操作過程中蒸發掉的少量LH2，從而顯著降低燃料成本并提高操作安全性。

SBIR項目對比評估了一系列輕質BHL復合材料管和等效金屬管。這些測試證實并驗證了BHL復合材料管增強的熱性能，并證明它們的冷卻速度比同等不銹鋼管快約10倍。熱質量的減少和傳熱性能的增強相結合實現了這種改進。利用該技術，可以顯著減少燃料傳輸過程中的LH2蒸發，為飛機、卡車和航天器的LH2罐無排氣加注打開了大門。

除此以外，作為該項目的一部分，GTL還制造了具有飛行能力的BHL管，作為GTL的Disruptor亞軌道火箭的主要液氧(LOX)和液態甲烷(LCH4)推進劑管線，并成功地進行了該飛行器的冷流地面測試。

據悉，GTL有多個利用BHL技術的并行項目，包括將BHL復合材料管集成到GTL超輕型復合材料LH2真空和夾套杜瓦罐的飛行原型中，計劃于2024年第四季度在有人駕駛直升機上進行飛行測試。在接下來的一年里，BHL管還將集成到進一步的飛行應用中，展示其輕質、高性能的能力。GTL打算將BHL管整合到未來的飛行器設計和低溫傳輸管線解決方案中。BHL復合材料技術幾乎適用于任何低溫系統，因此為太空發射和衛星系統以及月球、地月和火星任務應用提供了優勢。

 

關于GTL公司

該公司成立于 2005 年，專注于為航空航天和國防工業提供變革性技術，包括復合材料低溫儲罐、特種結構復合材料、飛機和空間系統、燃燒穩定性分析、空間和運載火箭技術。

GTL還在開發高性能無人機和太空飛行器。GTL與美國宇航局、國防高級研究計劃局(DARPA)、美國空軍、美國太空部隊、美國海軍等機構簽訂了大量開發合同。

來源：碳纖維及其復合材料技術