Κράμα αλουμινίου για δεξαμενή καυσίμου πυραύλων
Τα δομικά υλικά σχετίζονται στενά με μια σειρά ζητημάτων όπως ο σχεδιασμός της δομής του αμαξώματος του πυραύλου, η τεχνολογία κατασκευής και επεξεργασίας, η τεχνολογία προετοιμασίας υλικών και η οικονομία, και είναι το κλειδί για τον προσδιορισμό της ποιότητας απογείωσης και της ικανότητας ωφέλιμου φορτίου του πυραύλου. Σύμφωνα με τη διαδικασία ανάπτυξης του συστήματος υλικών, η διαδικασία ανάπτυξης των υλικών δεξαμενών καυσίμου πυραύλων μπορεί να χωριστεί σε τέσσερις γενιές. Η πρώτη γενιά είναι κράματα αλουμινίου σειράς 5, δηλαδή κράματα Al-Mg. Τα αντιπροσωπευτικά κράματα είναι τα κράματα 5Α06 και 5Α03. Χρησιμοποιήθηκαν για την κατασκευή δομών δεξαμενών καυσίμου πυραύλων P-2 στα τέλη της δεκαετίας του 1950 και χρησιμοποιούνται ακόμα και σήμερα. 5A06 κράματα που περιέχουν 5,8% Mg έως 6,8% Mg, 5A03 είναι ένα κράμα Al-Mg-Mn-Si. Η δεύτερη γενιά είναι κράματα σειράς 2 με βάση το Al-Cu. Οι δεξαμενές αποθήκευσης της σειράς οχημάτων εκτόξευσης Long March της Κίνας είναι κατασκευασμένες από κράματα 2A14, τα οποία είναι κράμα Al-Cu-Mg-Mn-Si. από τη δεκαετία του 1970 έως σήμερα, η Κίνα άρχισε να χρησιμοποιεί δεξαμενή αποθήκευσης κατασκευής κράματος 2219, η οποία είναι ένα κράμα Al-Cu-Mn-V-Zr-Ti, χρησιμοποιείται ευρέως στην κατασκευή διαφόρων δεξαμενών αποθήκευσης οχημάτων εκτόξευσης. Ταυτόχρονα, χρησιμοποιείται επίσης ευρέως στη δομή των δεξαμενών καυσίμου χαμηλής θερμοκρασίας εκτόξευσης όπλων, το οποίο είναι ένα κράμα με εξαιρετική απόδοση χαμηλής θερμοκρασίας και ολοκληρωμένη απόδοση.
Κράμα αλουμινίου για τη δομή της καμπίνας
Από την ανάπτυξη των οχημάτων εκτόξευσης στην Κίνα τη δεκαετία του 1960 έως τώρα, τα κράματα αλουμινίου για τη δομή καμπίνας των οχημάτων εκτόξευσης κυριαρχούνται από την πρώτη γενιά και τα κράματα δεύτερης γενιάς που αντιπροσωπεύονται από τα 2A12 και 7A09, ενώ οι ξένες χώρες έχουν εισέλθει στην τέταρτη γενιά δομικά κράματα αλουμινίου καμπίνας (κράμα 7055 και κράμα 7085), χρησιμοποιούνται ευρέως λόγω των ιδιοτήτων υψηλής αντοχής τους, της χαμηλής ευαισθησίας σβέσης και της ευαισθησίας στις εγκοπές. Το 7055 είναι ένα κράμα Al-Zn-Mg-Cu-Zr και το 7085 είναι επίσης ένα κράμα Al-Zn-Mg-Cu-Zr, αλλά η περιεκτικότητά του σε ακαθαρσίες σε Fe και Si είναι πολύ χαμηλή και η περιεκτικότητα σε Zn είναι υψηλή στο 7,0% ~8,0%. Τα κράματα Al-Li τρίτης γενιάς που αντιπροσωπεύονται από τα 2A97, 1460 κ.λπ. έχουν εφαρμοστεί σε ξένες αεροδιαστημικές βιομηχανίες λόγω της υψηλής αντοχής, του υψηλού συντελεστή και της μεγάλης επιμήκυνσής τους.
Τα σύνθετα υλικά μήτρας αλουμινίου ενισχυμένα με σωματίδια έχουν τα πλεονεκτήματα του υψηλού συντελεστή και της υψηλής αντοχής και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αντικατάσταση κραμάτων 7A09 για την κατασκευή ημι-μονόκοκ χορδών καμπίνας. Το Ινστιτούτο Έρευνας Μετάλλων, η Κινεζική Ακαδημία Επιστημών, το Τεχνολογικό Ινστιτούτο Χαρμπίν, το Πανεπιστήμιο της Σαγκάης Jiaotong κ.λπ. έχουν κάνει πολλή δουλειά στην έρευνα και την προετοιμασία σύνθετων υλικών αλουμινίου ενισχυμένων με σωματίδια, με αξιοσημείωτα επιτεύγματα.
Κράματα Al-Li που χρησιμοποιούνται στην ξένη αεροδιαστημική
Η πιο επιτυχημένη εφαρμογή σε ξένα αεροδιαστημικά οχήματα είναι το κράμα Weldalite Al-Li που αναπτύχθηκε από την Constellium και την Quebec RDC, συμπεριλαμβανομένων των 2195, 2196, 2098, 2198 και 2050 Alloy. Κράμα 2195: Al-4.0Cu-1.0Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, το οποίο είναι το πρώτο κράμα Al-Li που διατίθεται επιτυχώς στο εμπόριο για την κατασκευή δεξαμενών αποθήκευσης καυσίμου σε χαμηλή θερμοκρασία για εκτοξεύσεις πυραύλων. Κράμα 2196: Al-2.8Cu-1.6Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, χαμηλή πυκνότητα, υψηλή αντοχή, υψηλή αντοχή στη θραύση, που αρχικά αναπτύχθηκε για προφίλ πλαισίων ηλιακών πάνελ Hubble, που τώρα χρησιμοποιείται κυρίως για εξώθηση προφίλ αεροσκαφών. Κράμα 2098: Al-3.5 Cu-1.1Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, που αναπτύχθηκε αρχικά για την κατασκευή της ατράκτου HSCT, λόγω της υψηλής αντοχής του στην κόπωση, χρησιμοποιείται τώρα στην άτρακτο μαχητικών F16 και στο διαστημόπλοιο Falcon δεξαμενή καυσίμου εκτόξευσης . 2198 κράμα: Al-3.2Cu-0.9Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, που χρησιμοποιείται για την έλαση φύλλου εμπορικών αεροσκαφών. Κράμα 2050: Al-3.5Cu-1.0Li-0.4Mg- 0.4Ag-0.4Mn-0.1Zr, που χρησιμοποιείται για την παραγωγή παχύρρευστων πλακών για την αντικατάσταση παχιών πλακών από κράμα 7050-T7451 για την κατασκευή δομών εμπορικών αεροσκαφών ή εξαρτημάτων εκτόξευσης πυραύλων. Σε σύγκριση με το κράμα 2195, η περιεκτικότητα σε Cu+Mn του κράματος 2050 είναι σχετικά χαμηλή για να μειώσει την ευαισθησία σβέσης και να διατηρήσει τις υψηλές μηχανικές ιδιότητες της παχιάς πλάκας, η ειδική αντοχή είναι 4% υψηλότερη, ο ειδικός συντελεστής είναι 9% υψηλότερος, και η αντοχή στη θραύση αυξάνεται με υψηλή αντοχή στη διάβρωση ρωγμών και υψηλή αντοχή στην ανάπτυξη ρωγμών λόγω κόπωσης, καθώς και με σταθερότητα σε υψηλές θερμοκρασίες.
Η έρευνα της Κίνας για σφυρηλάτηση δακτυλίων που χρησιμοποιούνται σε κατασκευές πυραύλων
Η βάση κατασκευής οχημάτων εκτόξευσης της Κίνας βρίσκεται στη ζώνη οικονομικής και τεχνολογικής ανάπτυξης Tianjin. Αποτελείται από μια περιοχή έρευνας και παραγωγής πυραύλων, μια περιοχή βιομηχανίας εφαρμογών αεροδιαστημικής τεχνολογίας και μια βοηθητική περιοχή υποστήριξης. Ενσωματώνει την παραγωγή εξαρτημάτων πυραύλων, τη συναρμολόγηση εξαρτημάτων, τη δοκιμή τελικής συναρμολόγησης.
Η δεξαμενή αποθήκευσης προωθητικού πυραύλων σχηματίζεται με σύνδεση κυλίνδρων μήκους 2m έως 5m. Οι δεξαμενές αποθήκευσης είναι κατασκευασμένες από κράμα αλουμινίου, επομένως πρέπει να συνδεθούν και να ενισχυθούν με δακτυλίους σφυρηλάτησης από κράμα αλουμινίου. Επιπλέον, οι σύνδεσμοι, οι δακτύλιοι μετάβασης, τα πλαίσια μετάβασης και άλλα μέρη των διαστημικών οχημάτων, όπως οχήματα εκτόξευσης και διαστημικοί σταθμοί, πρέπει επίσης να χρησιμοποιούν συνδετικούς δακτυλίους σφυρηλάτησης, επομένως οι δακτύλιοι σφυρηλάτησης είναι ένας πολύ κρίσιμος τύπος συνδετικών και δομικών εξαρτημάτων. Η Southwest Aluminium (Group) Co., Ltd., η Northeast Light Alloy Co., Ltd., και η Northwest Aluminium Co., Ltd. έχουν κάνει πολλή δουλειά στην έρευνα και ανάπτυξη, την κατασκευή και την επεξεργασία δακτυλίων σφυρηλάτησης.
Το 2007, η Southwest Aluminium ξεπέρασε τεχνικές δυσκολίες όπως χύτευση μεγάλης κλίμακας, άνοιγμα σφυρηλάτησης μπιγιέτας, κύλιση δακτυλίου και ψυχρή παραμόρφωση και ανέπτυξε έναν δακτύλιο σφυρηλάτησης από κράμα αλουμινίου με διάμετρο 5 m. Η αρχική τεχνολογία σφυρηλάτησης πυρήνα γέμισε το εγχώριο κενό και εφαρμόστηκε με επιτυχία στο Long March-5B. Το 2015, η Southwest Aluminium ανέπτυξε τον πρώτο σούπερ μεγάλο δακτύλιο σφυρηλάτησης από κράμα αλουμινίου με διάμετρο 9 μέτρα, σημειώνοντας παγκόσμιο ρεκόρ. Το 2016, η Southwest Aluminium κατέκτησε επιτυχώς μια σειρά από βασικές τεχνολογίες πυρήνα, όπως η διαμόρφωση έλασης και η θερμική επεξεργασία, και ανέπτυξε έναν εξαιρετικά μεγάλο δακτύλιο σφυρηλάτησης από κράμα αλουμινίου με διάμετρο 10 μέτρων, που έθεσε ένα νέο παγκόσμιο ρεκόρ και έλυσε ένα σημαντικό βασικό τεχνικό πρόβλημα για την ανάπτυξη του βαρέως τύπου οχήματος εκτόξευσης της Κίνας.
Επιμέλεια May Jiang από το MAT Aluminium
Ώρα δημοσίευσης: Δεκ-01-2023
