Alumiiniseos raketin polttoainesäiliöön
Rakennemateriaalit liittyvät läheisesti useisiin ongelmiin, kuten raketin rungon rakenteen suunnitteluun, valmistus- ja käsittelytekniikkaan, materiaalien valmistustekniikkaan ja taloudellisuuteen, ja ne ovat avainasemassa määritettäessä raketin lentoonlähtölaatua ja hyötykuormakapasiteettia. Materiaalijärjestelmän kehitysprosessin mukaan rakettipolttoainesäiliömateriaalien kehitysprosessi voidaan jakaa neljään sukupolveen. Ensimmäinen sukupolvi on 5-sarjan alumiiniseoksia, eli Al-Mg-seoksia. Edustavia seoksia ovat 5A06 ja 5A03 seokset. Niitä käytettiin P-2-rakettien polttoainesäiliörakenteiden valmistukseen 1950-luvun lopulla, ja niitä käytetään edelleen. 5A06 seokset, jotka sisältävät 5,8 % - 6,8 % Mg, 5A03 on Al-Mg-Mn-Si-seos. Toinen sukupolvi on Al-Cu-pohjaisia 2-sarjan metalliseoksia. Kiinan Long March -kantorakettien sarjan varastosäiliöt on valmistettu 2A14-seoksista, jotka ovat Al-Cu-Mg-Mn-Si-seosta. 1970-luvulta nykypäivään Kiinassa alettiin käyttää 2219-lejeeringin valmistuksen varastosäiliötä, joka on Al-Cu-Mn-V-Zr-Ti-seos, jota käytetään laajasti erilaisten kantorakettien varastosäiliöiden valmistuksessa. Samaan aikaan sitä käytetään laajalti myös aseiden laukaisun matalan lämpötilan polttoainesäiliöiden rakenteessa, joka on seos, jolla on erinomainen suorituskyky alhaisessa lämpötilassa ja kattava suorituskyky.
Alumiiniseos ohjaamon rakenteeseen
Kantorakettien kehittämisestä Kiinassa 1960-luvulla tähän päivään asti kantorakettien hyttirakenteen alumiiniseoksia hallitsevat ensimmäisen sukupolven ja toisen sukupolven metalliseokset, joita edustavat 2A12 ja 7A09, kun taas ulkomaat ovat siirtyneet neljänteen sukupolveen. ohjaamon rakenteelliset alumiiniseokset (7055 metalliseos ja 7085 metalliseos), niitä käytetään laajalti niiden korkeiden lujuusominaisuuksien, alhaisen sammutusherkkyyden ja loven herkkyyden vuoksi. 7055 on Al-Zn-Mg-Cu-Zr-seos, ja 7085 on myös Al-Zn-Mg-Cu-Zr-seos, mutta sen epäpuhtauksien Fe- ja Si-pitoisuus on erittäin alhainen ja Zn-pitoisuus on korkea, 7,0 %. ~8,0 %. Kolmannen sukupolven Al-Li-seoksia, joita edustavat 2A97, 1460 jne., on käytetty ulkomaisessa ilmailuteollisuudessa niiden suuren lujuuden, suuren moduulin ja suuren venymän vuoksi.
Hiukkasvahvistetuilla alumiinimatriisikomposiiteilla on korkea moduuli ja korkea lujuus, ja niitä voidaan käyttää korvaamaan 7A09-lejeeringit puolimonokokkien ohjaamon kiristinten valmistuksessa. Metallitutkimuksen instituutti, Kiinan tiedeakatemia, Harbin Institute of Technology, Shanghai Jiaotong University jne. ovat tehneet paljon työtä hiukkasvahvisteisten alumiinimatriisikomposiittien tutkimuksessa ja valmistuksessa merkittävillä saavutuksilla.
Al-Li-seokset, joita käytetään ulkomaisessa ilmailussa
Menestynein sovellus ulkomaisissa ilmailuajoneuvoissa on Weldalite Al-Li -seos, jonka ovat kehittäneet Constellium ja Quebec RDC, mukaan lukien 2195, 2196, 2098, 2198 ja 2050 Alloy. 2195-seos: Al-4.0Cu-1.0Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, joka on ensimmäinen Al-Li-seos, joka on kaupallistettu menestyksekkäästi matalalämpöisten polttoainesäiliöiden valmistukseen rakettien laukaisuihin. 2196-seos: Al-2.8Cu-1.6Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, alhainen tiheys, korkea lujuus, korkea murtolujuus, kehitetty alun perin Hubble-aurinkopaneelien runkoprofiileille, nyt käytetään enimmäkseen lentokoneiden profiilien suulakepuristamiseen. 2098 seos: Al-3.5 Cu-1.1Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, alun perin kehitetty HSCT-rungon valmistukseen, korkean väsymislujuutensa vuoksi sitä käytetään nyt F16-hävittäjän rungossa ja avaruusaluksen Falcon laukaisupolttoainesäiliössä . 2198 seos: Al-3.2Cu-0.9Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, käytetään kaupallisten lentokoneiden levyjen valssaamiseen. 2050 metalliseos: Al-3.5Cu-1.0Li-0.4Mg-0.4Ag-0.4Mn-0.1Zr, käytetään paksujen levyjen valmistukseen korvaamaan 7050-T7451 metalliseos paksuja levyjä kaupallisten lentokoneiden rakenteiden tai rakettien laukaisukomponenttien valmistukseen. Verrattuna 2195-seokseen, 2050-lejeeringin Cu+Mn-pitoisuus on suhteellisen alhainen karkaisuherkkyyden vähentämiseksi ja paksun levyn korkeiden mekaanisten ominaisuuksien ylläpitämiseksi, ominaislujuus on 4% korkeampi, ominaismoduuli on 9% korkeampi, ja murtolujuutta lisää korkea jännityskorroosiohalkeilukestävyys ja korkea väsymishalkeamien kasvukestävyys sekä korkea lämpötilakestävyys.
Kiinan tutkimus rakettirakenteissa käytettävien renkaiden takomisesta
Kiinan kantorakettien valmistusasema sijaitsee Tianjinin talous- ja teknologiakehitysalueella. Se koostuu rakettien tutkimus- ja tuotantoalueesta, ilmailuteknologian sovellusteollisuuden alueesta ja aputukialueesta. Se integroi raketin osien tuotannon, komponenttien kokoonpanon ja lopullisen kokoonpanotestauksen.
Raketin ajoaineen varastosäiliö muodostetaan yhdistämällä sylintereitä, joiden pituus on 2–5 m. Varastosäiliöt on valmistettu alumiiniseoksesta, joten ne on yhdistettävä ja vahvistettava alumiiniseoksella taontarenkailla. Lisäksi liittimissä, siirtymärenkaissa, siirtymäkehyksissä ja muissa avaruusalusten osissa, kuten kantoraketeissa ja avaruusasemissa, on myös käytettävä taontarenkaita, joten taontarenkaat ovat erittäin kriittisiä liitos- ja rakenneosia. Southwest Aluminium (Group) Co., Ltd., Northeast Light Alloy Co., Ltd. ja Northwest Aluminium Co., Ltd. ovat tehneet paljon työtä taontarenkaiden tutkimuksen ja kehityksen, valmistuksen ja käsittelyn parissa.
Vuonna 2007 Southwest Aluminium voitti tekniset vaikeudet, kuten laajamittainen valu, taonta aihion avaaminen, rengasvalssaus ja kylmä muodonmuutos, ja kehitti alumiiniseoksesta taontarenkaan, jonka halkaisija on 5 m. Alkuperäinen ydintaontatekniikka täytti kotimaisen aukon ja sitä sovellettiin menestyksekkäästi Long March-5B:hen. Vuonna 2015 Southwest Aluminium kehitti ensimmäisen erittäin suuren alumiiniseoksesta valmistetun taontarenkaan, jonka halkaisija on 9 metriä, mikä teki maailmanennätyksen. Vuonna 2016 Southwest Aluminium voitti menestyksekkäästi useita keskeisiä ydintekniikoita, kuten valssausmuovauksen ja lämpökäsittelyn, ja kehitti erittäin suuren alumiiniseoksesta taontarenkaan, jonka halkaisija on 10 m, mikä teki uuden maailmanennätyksen ja ratkaisi tärkeän teknisen ongelman. Kiinan raskaan kantoraketin kehittämiseen.
Toimittanut May Jiang, MAT Aluminium
Postitusaika: 1.12.2023
