航天器中的铝合金

2018-02-08 16:49:33 admin 78

  铝信讯 最近,中国在海南文昌火箭发射场成功发射出一枚长征七号运载火箭,标志着中国载人航天工程空间实验室项目正式启动。其实,目前的航天器之所以能够成功升天,翱翔太空,铝合金材料起到了至关重要的作用。下面我们就来盘点一下航天器中使用的铝合金。

  火箭推进剂

  火箭推进剂分液体和固体两种,固体火箭推进剂内含有一定量的铝粉。因为固体火箭燃料主要是依靠高氯酸铵受热分解后产生的大量气体从而产生推力。如果在其中加入一定量的铝粉,则在燃烧过程中,铝粉可以与高氯酸铵分解后产生的氧气发生反应,产生大量的热量,从而大大提升火箭喷气的能量和速度。

  火箭外壳

  火箭的外壳行话成为火箭的“蒙皮”。而这层蒙皮主要由铝合金制成,这种材料强度高、耐腐蚀、成本低,在火箭飞行中综合性能最好,是做“蒙皮”的最佳选择。而且,最重要的是铝合金的重量较轻,可以最大限度地为火箭减低重量。人们形容火箭是“薄皮大馅”,假若“蒙皮”薄了,可以装的“馅(燃料)”就更多,力量就更大,可以举起质量更大的卫星。

  以长征五号运载火箭为例,火箭整流罩的“蒙皮”面板厚度只有0.3毫米,在相同强度下,火箭壳段的重量将减少10%以上。这样,火箭就能在保证坚固的前提下,承载更多的燃料,把有效载荷顺利送入轨道。

  燃料箱

  火箭的燃料主要是液氧、液氢、煤油三种。其中,氧在1大气压与-182.97℃成为液体,氢在1大气压与-252.8℃变为液体。所以,贮存这两种液态气体的容器必须具有十分优秀的低温性能。普通的钢和铝之外的其他金属普遍具有低温脆性,在极低温度以下无法保证足够的塑性和韧性。

  但铝合金却截然不同,其力学和加工成型性能会随着温度的下降而提升。因而,铝合金是制造液氢、液氧贮存和运输容器的最佳选择。

  它具有最佳的综合性能:密度小,对航空航天器来说,这个性能显得非常重要与突出;无低温脆性;加工成形性好,相当高的力学性能;可回收性好;可焊接性优,特别易于摩擦搅拌焊等等。 

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