Aloi aluminium untuk tangki bahan api roket
Bahan struktur berkait rapat dengan satu siri isu seperti reka bentuk struktur badan roket, teknologi pembuatan dan pemprosesan, teknologi penyediaan bahan dan ekonomi, dan merupakan kunci untuk menentukan kualiti berlepas dan kapasiti muatan roket. Mengikut proses pembangunan sistem bahan, proses pembangunan bahan tangki bahan api roket boleh dibahagikan kepada empat generasi. Generasi pertama ialah aloi aluminium 5 siri, iaitu aloi Al-Mg. Aloi perwakilan ialah aloi 5A06 dan 5A03. Ia digunakan untuk mengeluarkan struktur tangki bahan api roket P-2 pada akhir 1950-an dan masih digunakan sehingga kini. Aloi 5A06 yang mengandungi 5.8% Mg hingga 6.8% Mg, 5A03 ialah aloi Al-Mg-Mn-Si. Generasi kedua ialah aloi 2 siri berasaskan Al-Cu. Tangki simpanan kenderaan pelancaran siri Long March China diperbuat daripada aloi 2A14, yang merupakan aloi Al-Cu-Mg-Mn-Si. dari tahun 1970-an hingga sekarang, China mula menggunakan tangki simpanan pembuatan aloi 2219, iaitu aloi Al-Cu-Mn-V-Zr-Ti, digunakan secara meluas dalam pembuatan pelbagai tangki simpanan kenderaan pelancaran. Pada masa yang sama, ia juga digunakan secara meluas dalam struktur tangki bahan api suhu rendah pelancaran senjata, yang merupakan aloi dengan prestasi suhu rendah yang sangat baik dan prestasi komprehensif.
Aloi aluminium untuk struktur kabin
Sejak pembangunan kenderaan pelancar di China pada 1960-an sehingga kini, aloi aluminium untuk struktur kabin kenderaan pelancar didominasi oleh aloi generasi pertama dan generasi kedua yang diwakili oleh 2A12 dan 7A09, manakala negara luar telah memasuki generasi keempat aloi aluminium struktur kabin (aloi 7055 dan aloi 7085), ia digunakan secara meluas kerana sifat kekuatan tinggi, kepekaan pelindapkejutan rendah dan kepekaan takuk. 7055 ialah aloi Al-Zn-Mg-Cu-Zr, dan 7085 juga merupakan aloi Al-Zn-Mg-Cu-Zr, tetapi kandungan Fe dan Si kekotorannya sangat rendah, dan kandungan Zn tinggi pada 7.0% ~8.0%. Aloi Al-Li generasi ketiga yang diwakili oleh 2A97, 1460, dsb. telah digunakan dalam industri aeroangkasa asing kerana kekuatannya yang tinggi, modulus yang tinggi dan pemanjangan yang tinggi.
Komposit matriks aluminium bertetulang zarah mempunyai kelebihan modulus tinggi dan kekuatan tinggi, dan boleh digunakan untuk menggantikan aloi 7A09 untuk mengeluarkan rentetan kabin semi-monocoque. Institut Penyelidikan Logam, Akademi Sains China, Institut Teknologi Harbin, Universiti Jiaotong Shanghai, dll. telah melakukan banyak kerja dalam penyelidikan dan penyediaan komposit matriks aluminium bertetulang zarah, dengan pencapaian yang luar biasa.
Aloi Al-Li digunakan dalam aeroangkasa asing
Aplikasi paling berjaya pada kenderaan aeroangkasa asing ialah aloi Weldalite Al-Li yang dibangunkan oleh Constellium dan Quebec RDC, termasuk 2195, 2196, 2098, 2198, dan 2050 Aloi. Aloi 2195: Al-4.0Cu-1.0Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, yang merupakan aloi Al-Li pertama berjaya dikomersialkan untuk pembuatan tangki simpanan bahan api suhu rendah untuk pelancaran roket. Aloi 2196: Al-2.8Cu-1.6Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, ketumpatan rendah, kekuatan tinggi, keliatan patah yang tinggi, asalnya dibangunkan untuk profil rangka panel solar Hubble, kini kebanyakannya digunakan untuk menyemperit profil pesawat. Aloi 2098: Al-3.5 Cu-1.1Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, pada asalnya dibangunkan untuk pembuatan fiuslaj HSCT, kerana kekuatan keletihannya yang tinggi, ia kini digunakan dalam fiuslaj pejuang F16 dan tangki bahan api pelancar kapal angkasa Falcon . Aloi 2198: Al-3.2Cu-0.9Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, digunakan untuk menggulung lembaran pesawat komersial. Aloi 2050: Al-3.5Cu-1.0Li-0.4Mg- 0.4Ag-0.4Mn-0.1Zr, digunakan untuk menghasilkan plat tebal bagi menggantikan plat tebal aloi 7050-T7451 untuk pembuatan struktur pesawat komersial atau komponen pelancar roket. Berbanding dengan aloi 2195, kandungan Cu+Mn aloi 2050 adalah agak rendah untuk mengurangkan sensitiviti pelindapkejutan dan mengekalkan sifat mekanikal yang tinggi pada plat tebal, kekuatan khusus adalah 4% lebih tinggi, modulus khusus adalah 9% lebih tinggi, dan keliatan patah meningkat dengan rintangan retak kakisan tegasan tinggi dan rintangan pertumbuhan retak lesu yang tinggi, serta kestabilan suhu tinggi.
Penyelidikan China mengenai penempaan cincin yang digunakan dalam struktur roket
Pangkalan pembuatan kenderaan pelancaran China terletak di Zon Pembangunan Ekonomi dan Teknologi Tianjin. Ia terdiri daripada kawasan penyelidikan dan pengeluaran roket, kawasan industri aplikasi teknologi aeroangkasa dan kawasan sokongan tambahan. Ia menyepadukan pengeluaran bahagian roket, pemasangan komponen, ujian pemasangan akhir.
Tangki simpanan propelan roket dibentuk dengan menyambung silinder dengan panjang 2m hingga 5m. Tangki simpanan diperbuat daripada aloi aluminium, jadi ia perlu disambungkan dan diperkukuhkan dengan cincin penempaan aloi aluminium. Selain itu, penyambung, gelang peralihan, bingkai peralihan dan bahagian lain kapal angkasa seperti kenderaan pelancar dan stesen angkasa juga perlu menggunakan gelang penempaan penyambung, jadi gelang penempaan adalah jenis bahagian penyambung dan struktur yang sangat kritikal. Southwest Aluminium (Group) Co., Ltd., Northeast Light Alloy Co., Ltd., dan Northwest Aluminium Co., Ltd. telah melakukan banyak kerja dalam penyelidikan dan pembangunan, pembuatan dan pemprosesan cincin penempaan.
Pada tahun 2007, Aluminium Barat Daya mengatasi masalah teknikal seperti tuangan berskala besar, bukaan bilet penempaan, gelek gelang dan ubah bentuk sejuk, dan membangunkan gelang penempaan aloi aluminium dengan diameter 5m. Teknologi penempaan teras asal mengisi jurang domestik dan berjaya digunakan pada Long March-5B. Pada tahun 2015, Southwest Aluminium membangunkan cincin penempaan keseluruhan aloi aluminium super besar pertama dengan diameter 9m, mencipta rekod dunia. Pada tahun 2016, Southwest Aluminium berjaya menakluki beberapa teknologi teras utama seperti rolling forming dan rawatan haba, dan membangunkan cincin penempaan aloi aluminium yang sangat besar dengan diameter 10m, yang mencipta rekod dunia baharu dan menyelesaikan masalah teknikal utama yang besar. untuk pembangunan kenderaan pelancar tugas berat China.
Disunting oleh May Jiang dari MAT Aluminium
Masa siaran: Dis-01-2023
