Алуминиева сплав за резервоар за ракетно гориво
Структурните материали са тясно свързани с поредица от въпроси като дизайн на корпуса на ракетата, технология за производство и обработка, технология за подготовка на материалите и икономичност и са ключът към определянето на качеството на излитане на ракетата и капацитета на полезен товар. Според процеса на разработка на материалната система процесът на разработка на материалите за резервоари за ракетно гориво може да бъде разделен на четири поколения. Първото поколение е 5-серия алуминиеви сплави, тоест Al-Mg сплави. Представителните сплави са сплавите 5A06 и 5A03. Те са използвани за производството на конструкции на резервоари за ракетно гориво P-2 в края на 50-те години на миналия век и се използват и до днес. 5A06 сплави, съдържащи 5,8% Mg до 6,8% Mg, 5A03 е Al-Mg-Mn-Si сплав. Второто поколение са базирани на Al-Cu сплави от 2 серии. Резервоарите за съхранение на китайската серия ракети-носители Long March са направени от сплави 2A14, които са сплав Al-Cu-Mg-Mn-Si. от 1970 г. до днес Китай започна да използва резервоар за съхранение от сплав 2219, който е сплав Al-Cu-Mn-V-Zr-Ti и се използва широко в производството на различни резервоари за съхранение на ракети-носители. В същото време той се използва широко и в структурата на нискотемпературни горивни резервоари за изстрелване на оръжие, което е сплав с отлични характеристики при ниски температури и цялостна производителност.
Алуминиева сплав за конструкцията на кабината
От разработването на ракети носители в Китай през 60-те години досега, алуминиевите сплави за конструкцията на кабината на ракетите носители са доминирани от сплави от първо поколение и второ поколение, представени от 2A12 и 7A09, докато чуждите страни са навлезли в четвъртото поколение на алуминиеви сплави за кабина (сплав 7055 и сплав 7085), те са широко използвани поради своите високи якостни свойства, ниска чувствителност на закаляване и чувствителност на прорези. 7055 е сплав Al-Zn-Mg-Cu-Zr, а 7085 също е сплав Al-Zn-Mg-Cu-Zr, но съдържанието на примеси Fe и Si е много ниско, а съдържанието на Zn е високо при 7,0% ~8,0%. Третото поколение Al-Li сплави, представени от 2A97, 1460 и т.н., са били прилагани в чуждестранната космическа индустрия поради тяхната висока якост, висок модул и голямо удължение.
Композитите с подсилена с частици алуминиева матрица имат предимствата на висок модул и висока якост и могат да се използват за замяна на сплави 7A09 за производство на полумонококови стрингери на кабината. Институтът за изследване на металите, Китайската академия на науките, Харбинският технологичен институт, Шанхайският университет Jiaotong и др. са свършили много работа в изследването и подготовката на подсилени с частици алуминиеви матрични композити със забележителни постижения.
Al-Li сплави, използвани в чуждестранната космическа техника
Най-успешното приложение на чуждестранни аерокосмически превозни средства е сплавта Weldalite Al-Li, разработена от Constellium и Quebec RDC, включително сплав 2195, 2196, 2098, 2198 и 2050. 2195 сплав: Al-4.0Cu-1.0Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, която е първата Al-Li сплав, успешно комерсиализирана за производството на нискотемпературни резервоари за съхранение на гориво за изстрелване на ракети. 2196 сплав: Al-2.8Cu-1.6Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, ниска плътност, висока якост, висока якост на счупване, първоначално разработена за рамкови профили на слънчеви панели на Хъбъл, сега се използва най-вече за екструдиране на профили на самолети. 2098 сплав: Al-3.5 Cu-1.1Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, първоначално разработена за производството на HSCT фюзелаж, поради високата си якост на умора, сега се използва в фюзелажа на изтребителя F16 и резервоара за гориво за изстрелване на космически кораб Falcon . 2198 сплав: Al-3.2Cu-0.9Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, използвана за валцуване на листове за търговски самолети. 2050 сплав: Al-3.5Cu-1.0Li-0.4Mg- 0.4Ag-0.4Mn-0.1Zr, използвана за производство на дебели плочи за замяна на дебели плочи от сплав 7050-T7451 за производството на конструкции за търговски самолети или компоненти за изстрелване на ракети. В сравнение със сплавта 2195, съдържанието на Cu+Mn в сплавта 2050 е сравнително ниско, за да се намали чувствителността на закаляване и да се поддържат високите механични свойства на дебелата плоча, специфичната якост е с 4% по-висока, специфичният модул е с 9% по-висок, и якостта на счупване се увеличава с висока устойчивост на корозионно напукване при напрежение и висока устойчивост на растеж на пукнатини от умора, както и висока температурна стабилност.
Китайски изследвания върху коване на пръстени, използвани в ракетни конструкции
Базата за производство на ракети-носители в Китай се намира в зоната за икономическо и технологично развитие на Тиендзин. Състои се от зона за изследване и производство на ракети, зона за приложение на аерокосмически технологии и спомагателна зона за поддръжка. Той интегрира производство на ракетни части, сглобяване на компоненти, тестване на крайния монтаж.
Резервоарът за съхранение на ракетно гориво се формира от свързващи цилиндри с дължина от 2 до 5 метра. Резервоарите за съхранение са изработени от алуминиева сплав, така че те трябва да бъдат свързани и укрепени с ковани пръстени от алуминиева сплав. В допълнение, конектори, преходни пръстени, преходни рамки и други части на космически кораби като ракети носители и космически станции също трябва да използват свързващи ковани пръстени, така че ковъчните пръстени са много критичен тип свързващи и структурни части. Southwest Aluminium (Group) Co., Ltd., Northeast Light Alloy Co., Ltd. и Northwest Aluminium Co., Ltd. са свършили много работа в изследването и разработването, производството и обработката на пръстени за коване.
През 2007 г. Southwest Aluminium преодоля технически трудности като мащабно леене, отваряне на заготовки за коване, валцуване на пръстени и студена деформация и разработи пръстен за коване от алуминиева сплав с диаметър 5 m. Оригиналната технология за коване на сърцевината запълни празнината в страната и беше успешно приложена към Long March-5B. През 2015 г. Southwest Aluminium разработи първия супер голям цялостен коващ пръстен от алуминиева сплав с диаметър 9 м, поставяйки световен рекорд. През 2016 г. Southwest Aluminium успешно завладя редица ключови основни технологии като валцоване и топлинна обработка и разработи супер голям пръстен за коване от алуминиева сплав с диаметър 10 m, който постави нов световен рекорд и реши основен ключов технически проблем за разработването на тежкотоварна китайска ракета носител.
Редактирано от May Jiang от MAT Aluminium
Време на публикуване: 1 декември 2023 г
