การประยุกต์ใช้วัสดุอลูมิเนียมอัลลอยด์ระดับสูงในยานพาหนะเปิดตัว

อลูมิเนียมอัลลอยสำหรับถังน้ำมันจรวด

วัสดุโครงสร้างมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับชุดของปัญหาเช่นการออกแบบโครงสร้างร่างกายจรวดเทคโนโลยีการผลิตและการประมวลผลเทคโนโลยีการเตรียมวัสดุและเศรษฐกิจและเป็นกุญแจสำคัญในการกำหนดคุณภาพการบินและความสามารถในการรับน้ำหนักของจรวด ตามกระบวนการพัฒนาของระบบวัสดุกระบวนการพัฒนาของวัสดุถังน้ำมันเชื้อเพลิงจรวดสามารถแบ่งออกเป็นสี่ชั่วอายุคน รุ่นแรกคือโลหะผสมอลูมิเนียม 5 ซีรี่ส์นั่นคือ Al-Mg Alloys โลหะผสมตัวแทนคือโลหะผสม 5A06 และ 5A03 พวกเขาใช้ในการผลิตโครงสร้างถังน้ำมันเชื้อเพลิงจรวด P-2 ในช่วงปลายทศวรรษ 1950 และยังคงใช้ในปัจจุบัน 5A06 โลหะผสมที่มี 5.8% mg ถึง 6.8% mg, 5A03 เป็นอัลลีย์อัล-MG-MN-Si รุ่นที่สองคือโลหะผสม 2-Series ที่ใช้ Al-Cu ถังเก็บของยานพาหนะเปิดตัวในเดือนมีนาคมที่มีนาคมของจีนทำจากโลหะผสม 2A14 ซึ่งเป็นโลหะผสม Al-Cu-Mg-Mn-Si จากปี 1970 ถึงปัจจุบันจีนเริ่มใช้ถังเก็บของโลหะผสม 2219 ตัวซึ่งเป็นอัลลีย์ Al-Cu-Mn-V-Zr-Ti ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตถังเก็บยานพาหนะแบบต่างๆ ในขณะเดียวกันก็มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในโครงสร้างของอาวุธเปิดตัวถังน้ำมันเชื้อเพลิงอุณหภูมิต่ำซึ่งเป็นโลหะผสมที่มีประสิทธิภาพอุณหภูมิต่ำที่ยอดเยี่ยมและประสิทธิภาพที่ครอบคลุม

โลหะผสมอลูมิเนียมสำหรับโครงสร้างห้องโดยสาร

นับตั้งแต่การพัฒนายานพาหนะเปิดตัวในประเทศจีนในปี 1960 จนถึงปัจจุบันโลหะผสมอลูมิเนียมสำหรับโครงสร้างห้องโดยสารของยานพาหนะเปิดตัวถูกครอบงำโดยรุ่นแรกและอัลลอยด์รุ่นที่สองซึ่งเป็นตัวแทนของ 2A12 และ 7A09 ในขณะที่ต่างประเทศได้เข้าสู่รุ่นที่สี่ของรุ่นที่สี่ของรุ่นที่สี่ของรุ่นที่สี่ โลหะผสมอลูมิเนียมโครงสร้างห้องโดยสาร (โลหะผสม 7055 และโลหะผสม 7085) พวกมันถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากคุณสมบัติความแข็งแรงสูงความไวต่อการดับต่ำ และความไวของรอย 7055 เป็นโลหะผสม Al-Zn-Mg-Cu-Zr และ 7085 ยังเป็นโลหะผสม Al-Zn-Mg-Cu-Zr แต่เนื้อหา Fe และ Si ที่ไม่เจือปนนั้นต่ำมากและเนื้อหา Zn สูง 7.0% ~ 8.0% อัลลีย์อัลลีรุ่นที่สามซึ่งแสดงโดย 2A97, 1460 ฯลฯ ได้ถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศต่างประเทศเนื่องจากความแข็งแรงสูงโมดูลัสสูงและการยืดตัวสูง

คอมโพสิตอลูมิเนียมที่เสริมด้วยอนุภาคมีข้อได้เปรียบของโมดูลัสสูงและความแข็งแรงสูงและสามารถใช้แทนโลหะผสม 7A09 เพื่อผลิต stringers ห้องโดยสารกึ่งโมโนโค สถาบันวิจัยโลหะ, สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งจีน, สถาบันเทคโนโลยีฮาร์บิน, มหาวิทยาลัยเซี่ยงไฮ้ Jiaotong ฯลฯ ได้ทำงานจำนวนมากในการวิจัยและการเตรียมคอมโพสิตอลูมิเนียมเมทริกซ์ที่เสริมด้วยอนุภาคด้วยความสำเร็จที่น่าทึ่ง

อัลลีอัลลอยด์ที่ใช้ในการบินและอวกาศต่างประเทศ

แอพพลิเคชั่นที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดสำหรับยานพาหนะการบินและอวกาศต่างประเทศคือโลหะผสม Weldalite al-Li ที่พัฒนาโดย Constellium และ Quebec RDC รวมถึง 2195, 2196, 2098, 2198 และ 2050 อัลลอยด์ 2195 อัลลอย: AL-4.0CU-1.0LI-0.4MG-0.4AG-0.1ZR ซึ่งเป็นอัลลอยอัลลีตัวแรกที่ประสบความสำเร็จในการค้าเพื่อการผลิตถังเก็บน้ำมันเชื้อเพลิงอุณหภูมิต่ำสำหรับการเปิดตัวจรวด 2196 อัลลอย: AL-2.8CU-1.6LI-0.4MG-0.4AG-0.1ZR, ความหนาแน่นต่ำ, ความแข็งแรงสูง, ความทนทานต่อการแตกหักสูง แต่เดิมพัฒนาขึ้นสำหรับโปรไฟล์เฟรมแผงโซลาร์เซลล์ฮับเบิล 2098 โลหะผสม: AL-3.5 CU-1.1LI-0.4MG-0.4AG-0.1ZR ซึ่งพัฒนาขึ้นเพื่อการผลิตลำตัว HSCT เนื่องจากความแข็งแรงของความเมื่อยล้าสูง . 2198 โลหะผสม: AL-3.2CU-0.9LI-0.4MG-0.4AG-0.1ZR ใช้สำหรับการกลิ้งแผ่นเครื่องบินพาณิชย์ 2050 โลหะผสม: AL-3.5CU-1.0LI-0.4MG- 0.4AG-0.4MN-0.1ZR ใช้ในการผลิตแผ่นหนาเพื่อแทนที่แผ่นโลหะผสม 7050-T7451 สำหรับการผลิตโครงสร้างเครื่องบินเชิงพาณิชย์ เมื่อเทียบกับโลหะผสม 2195 เนื้อหา Cu+Mn ของโลหะผสม 2050 นั้นค่อนข้างต่ำเพื่อลดความไวในการดับและรักษาคุณสมบัติเชิงกลสูงของแผ่นหนาความแข็งแรงเฉพาะสูง 4% โมดูลัสเฉพาะสูงกว่า 9% และความทนทานของการแตกหักจะเพิ่มขึ้นด้วยความต้านทานการร้าวการกัดกร่อนของความเครียดสูง

งานวิจัยของจีนเกี่ยวกับแหวนปลอมที่ใช้ในโครงสร้างจรวด

ฐานการผลิตยานพาหนะเปิดตัวของจีนตั้งอยู่ในเขตการพัฒนาเศรษฐกิจและเทคโนโลยีของเทียนจิน มันประกอบด้วยพื้นที่การวิจัยและการผลิตจรวดพื้นที่อุตสาหกรรมแอปพลิเคชันเทคโนโลยีการบินและอวกาศและพื้นที่สนับสนุนเสริม มันรวมการผลิตชิ้นส่วนจรวดการประกอบส่วนประกอบการทดสอบการประกอบขั้นสุดท้าย

ถังเก็บจรวดจรวดเกิดขึ้นจากการเชื่อมต่อกระบอกสูบที่มีความยาว 2 ม. ถึง 5 เมตร ถังเก็บทำจากโลหะผสมอลูมิเนียมดังนั้นพวกเขาจึงจำเป็นต้องเชื่อมต่อและเสริมความแข็งแกร่งด้วยแหวนอลูมิเนียมอัลลอยด์ นอกจากนี้ตัวเชื่อมต่อวงแหวนการเปลี่ยนแปลงเฟรมการเปลี่ยนแปลงและส่วนอื่น ๆ ของยานอวกาศเช่นยานพาหนะเปิดตัวและสถานีอวกาศจำเป็นต้องใช้การเชื่อมต่อวงแหวนการเชื่อมต่อดังนั้นแหวนการปลอมจึงเป็นประเภทการเชื่อมต่อและโครงสร้างที่สำคัญมาก อลูมิเนียมตะวันตกเฉียงใต้ (Group) Co. , Ltd. , Northeast Light Alloy Co. , Ltd. และ Northwest Aluminum Co. , Ltd. ได้ทำงานจำนวนมากในการวิจัยและพัฒนาการผลิตและการประมวลผลของแหวนปลอม

ในปี 2550 อลูมิเนียมตะวันตกเฉียงใต้เอาชนะปัญหาทางเทคนิคเช่นการคัดเลือกนักแสดงขนาดใหญ่ปลอมการเปิดบิลเล็ตการกลิ้งแหวนและการเสียรูปเย็นและพัฒนาวงแหวนอลูมิเนียมอัลลอยด์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 เมตร เทคโนโลยีการปลอมคอร์ดั้งเดิมเต็มไปด้วยช่องว่างในประเทศและประสบความสำเร็จในการใช้งาน Long March-5B ในปี 2558 อลูมิเนียมตะวันตกเฉียงใต้ได้พัฒนาอลูมิเนียมอัลลอยด์อลูมิเนียมขนาดใหญ่ตัวแรกที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 9 ม. สร้างสถิติโลก ในปี 2559 อลูมิเนียมตะวันตกเฉียงใต้ประสบความสำเร็จในการเอาชนะเทคโนโลยีหลักสำคัญหลายอย่างเช่นการขึ้นรูปแบบกลิ้งและการรักษาความร้อนและพัฒนาแหวนอลูมิเนียมอัลลอยด์ขนาดใหญ่ที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 10 เมตรซึ่งสร้างสถิติโลกใหม่และแก้ไขปัญหาทางเทคนิคที่สำคัญที่สำคัญ สำหรับการพัฒนายานพาหนะที่ใช้งานหนักของจีน

แก้ไขโดย May Jiang จาก Mat Aluminium