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 определяне 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 структурата на кабината на ракетите носители са доминирани от сплави от първо поколение и сплави от второ поколение, представени от 2A12 и 7A09, докато чуждите страни са навлезли в четвъртото поколение на алуминиеви сплави на кабината (сплав 7055 и сплав 7085), те са широко използвани поради техните 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.
Подсилените с частици алуминиеви матрични композити 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
