მაღალი კლასის ალუმინის შენადნობის მასალების გამოყენება გამშვებ მანქანებში

ალუმინის შენადნობი რაკეტის საწვავის ავზისთვის

სტრუქტურული მასალები მჭიდრო კავშირშია ისეთ საკითხებთან, როგორიცაა რაკეტის კორპუსის სტრუქტურის დიზაინი, წარმოებისა და დამუშავების ტექნოლოგია, მასალის მომზადების ტექნოლოგია და ეკონომიურობა და წარმოადგენს რაკეტის აფრენის ხარისხისა და დატვირთვის ტევადობის განსაზღვრის გასაღებს. მატერიალური სისტემის შემუშავების პროცესის მიხედვით, რაკეტის საწვავის ავზის მასალების შემუშავების პროცესი შეიძლება დაიყოს ოთხ თაობად. პირველი თაობა არის 5 სერიის ალუმინის შენადნობები, ანუ Al-Mg შენადნობები. წარმომადგენლობითი შენადნობებია 5A06 და 5A03 შენადნობები. ისინი გამოიყენებოდა P-2 რაკეტის საწვავის ავზის კონსტრუქციების დასამზადებლად 1950-იანი წლების ბოლოს და დღემდე გამოიყენება. 5A06 შენადნობები, რომლებიც შეიცავს 5.8%-დან 6.8%-მდე მაგნიუმს, 5A03 არის Al-Mg-Mn-Si შენადნობი. მეორე თაობა არის Al-Cu-ზე დაფუძნებული 2 სერიის შენადნობები. ჩინეთის Long March სერიის გამშვები მანქანების შესანახი ავზები დამზადებულია 2A14 შენადნობებისგან, რომლებიც წარმოადგენს Al-Cu-Mg-Mn-Si შენადნობს. 1970-იანი წლებიდან დღემდე, ჩინეთში დაიწყო 2219 შენადნობის გამოყენება შესანახი ავზების დასამზადებლად, რომელიც წარმოადგენს Al-Cu-Mn-V-Zr-Ti შენადნობს, რომელიც ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა გამშვები მანქანების შესანახი ავზების წარმოებაში. ამავდროულად, იგი ასევე ფართოდ გამოიყენება იარაღის გამშვები დაბალი ტემპერატურის საწვავის ავზების კონსტრუქციაში, რომელიც წარმოადგენს შენადნობს შესანიშნავი დაბალ ტემპერატურაზე და ყოვლისმომცველი მახასიათებლებით.

ალუმინის შენადნობი სალონის სტრუქტურისთვის

1960-იან წლებში ჩინეთში გამშვები აპარატების შემუშავებიდან დღემდე, გამშვები აპარატების სალონის სტრუქტურისთვის დომინირებს პირველი და მეორე თაობის შენადნობები, რომლებიც წარმოდგენილია 2A12 და 7A09-ით, ხოლო უცხო ქვეყნებში შემოდის სალონის სტრუქტურული ალუმინის შენადნობების მეოთხე თაობა (7055 შენადნობი და 7085 შენადნობი), ისინი ფართოდ გამოიყენება მათი მაღალი სიმტკიცის თვისებების, დაბალი ჩაქრობის მგრძნობელობის და ჭრილის მგრძნობელობის გამო. 7055 არის Al-Zn-Mg-Cu-Zr შენადნობი, ხოლო 7085 ასევე არის Al-Zn-Mg-Cu-Zr შენადნობი, მაგრამ მისი მინარევების Fe და Si შემცველობა ძალიან დაბალია, ხოლო Zn-ის შემცველობა მაღალია 7.0%-დან 8.0%-მდე. მესამე თაობის Al-Li შენადნობები, რომლებიც წარმოდგენილია 2A97, 1460 და ა.შ.-ით, გამოიყენება უცხოურ აერონავტიკულ ინდუსტრიებში მათი მაღალი სიმტკიცის, მაღალი მოდულის და მაღალი წაგრძელების გამო.

ნაწილაკებით გამაგრებული ალუმინის მატრიცული კომპოზიტების უპირატესობებს ახასიათებთ მაღალი მოდული და მაღალი სიმტკიცე და მათი გამოყენება შესაძლებელია 7A09 შენადნობების ჩასანაცვლებლად ნახევრად მონოკოკური კაბინის სტრინგერების დასამზადებლად. ლითონების კვლევის ინსტიტუტმა, ჩინეთის მეცნიერებათა აკადემიამ, ჰარბინის ტექნოლოგიურმა ინსტიტუტმა, შანხაის ჯიაოტონგის უნივერსიტეტმა და ა.შ. დიდი სამუშაო გაწიეს ნაწილაკებით გამაგრებული ალუმინის მატრიცული კომპოზიტების კვლევასა და მომზადებაში, შესანიშნავი მიღწევებით.

უცხოურ აერონავტიკაში გამოყენებული Al-Li შენადნობები

უცხოურ აერონავტიკულ მანქანებზე ყველაზე წარმატებული გამოყენებაა Constellium-ისა და Quebec RDC-ის მიერ შემუშავებული Weldalite Al-Li შენადნობი, მათ შორის 2195, 2196, 2098, 2198 და 2050 შენადნობი. 2195 შენადნობი: Al-4.0Cu-1.0Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, რომელიც პირველი Al-Li შენადნობია, რომელიც წარმატებით იქნა კომერციალიზებული რაკეტების გაშვებისთვის დაბალი ტემპერატურის საწვავის შესანახი ავზების წარმოებისთვის. 2196 შენადნობი: Al-2.8Cu-1.6Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, დაბალი სიმკვრივე, მაღალი სიმტკიცე, მაღალი მსხვრევა-გამძლეობა, თავდაპირველად შემუშავებული Hubble-ის მზის პანელის ჩარჩოს პროფილებისთვის, ამჟამად ძირითადად გამოიყენება თვითმფრინავის პროფილების ექსტრუზიისთვის. 2098 წლის შენადნობი: Al-3.5 Cu-1.1Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, თავდაპირველად შემუშავდა HSCT ფიუზელაჟის წარმოებისთვის, მაღალი დაღლილობის სიმტკიცის გამო, ამჟამად გამოიყენება F16 გამანადგურებლის ფიუზელაჟსა და კოსმოსური ხომალდის Falcon-ის გამშვები საწვავის ავზში. 2198 წლის შენადნობი: Al-3.2Cu-0.9Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, გამოიყენება კომერციული თვითმფრინავების ფურცლების გასაგორებლად. 2050 წლის შენადნობი: Al-3.5Cu-1.0Li-0.4Mg-0.4Ag-0.4Mn-0.1Zr, გამოიყენება სქელი ფირფიტების დასამზადებლად, რათა ჩაანაცვლოს 7050-T7451 შენადნობის სქელი ფირფიტები კომერციული თვითმფრინავების კონსტრუქციების ან რაკეტის გამშვები კომპონენტების დასამზადებლად. 2195 შენადნობთან შედარებით, 2050 შენადნობის Cu+Mn შემცველობა შედარებით დაბალია ჩაქრობის მგრძნობელობის შესამცირებლად და სქელი ფირფიტის მაღალი მექანიკური თვისებების შესანარჩუნებლად, სპეციფიკური სიმტკიცე 4%-ით მეტია, სპეციფიკური მოდული 9%-ით მეტია, ხოლო მოტეხილობისადმი სიმტკიცე იზრდება მაღალი სტრესისადმი კოროზიისადმი ბზარებისადმი წინააღმდეგობისა და მაღალი დაღლილობისადმი ბზარების ზრდის წინააღმდეგობის, ასევე მაღალ ტემპერატურაზე სტაბილურობის გამო.

ჩინეთის კვლევა რაკეტების კონსტრუქციებში გამოყენებული გაყალბების რგოლების შესახებ

ჩინეთის გამშვები მოწყობილობების წარმოების ბაზა ტიანძინის ეკონომიკური და ტექნოლოგიური განვითარების ზონაში მდებარეობს. იგი შედგება რაკეტების კვლევისა და წარმოების ზონისგან, აერონავტიკის ტექნოლოგიების გამოყენების ინდუსტრიის ზონისა და დამხმარე დამხმარე ზონისგან. ის აერთიანებს რაკეტის ნაწილების წარმოებას, კომპონენტების აწყობას და საბოლოო აწყობის ტესტირებას.

რაკეტის საწვავის შესანახი ავზი ყალიბდება 2-დან 5 მეტრამდე სიგრძის ცილინდრების შეერთებით. შესანახი ავზები დამზადებულია ალუმინის შენადნობისგან, ამიტომ ისინი უნდა იყოს შეერთებული და გამაგრებული ალუმინის შენადნობის ჭედვის რგოლებით. გარდა ამისა, შემაერთებლები, გარდამავალი რგოლები, გარდამავალი ჩარჩოები და კოსმოსური ხომალდების სხვა ნაწილები, როგორიცაა გამშვები აპარატები და კოსმოსური სადგურები, ასევე უნდა იყენებდნენ შემაერთებელ ჭედვის რგოლებს, ამიტომ ჭედვის რგოლები შემაერთებელი და სტრუქტურული ნაწილების ძალიან კრიტიკული ტიპია. Southwest Aluminum (Group) Co., Ltd.-მ, Northeast Light Alloy Co., Ltd.-მ და Northwest Aluminum Co., Ltd.-მ დიდი სამუშაო გაწიეს ჭედვის რგოლების კვლევისა და განვითარების, წარმოებისა და დამუშავების მიმართულებით.

2007 წელს Southwest Aluminum-მა გადალახა ტექნიკური სირთულეები, როგორიცაა მასშტაბური ჩამოსხმა, ნაჭდევის გახსნა, რგოლის გლინვა და ცივი დეფორმაცია და შეიმუშავა 5 მ დიამეტრის ალუმინის შენადნობის გაჭედვის რგოლი. ორიგინალური ბირთვის გაჭედვის ტექნოლოგიამ შეავსო შიდა ხარვეზი და წარმატებით იქნა გამოყენებული Long March-5B-ში. 2015 წელს Southwest Aluminum-მა შეიმუშავა პირველი ზედიზედ დიდი ალუმინის შენადნობის გაჭედვის რგოლი 9 მ დიამეტრით, რითაც დაამყარა მსოფლიო რეკორდი. 2016 წელს Southwest Aluminum-მა წარმატებით დაიპყრო მრავალი ძირითადი ტექნოლოგია, როგორიცაა გლინვით ფორმირება და თერმული დამუშავება და შეიმუშავა ზედიზედ დიდი ალუმინის შენადნობის გაჭედვის რგოლი 10 მ დიამეტრით, რამაც დაამყარა ახალი მსოფლიო რეკორდი და გადაჭრა ჩინეთის მძიმე დანიშნულების გამშვები მანქანის განვითარებისთვის მნიშვნელოვანი ტექნიკური პრობლემა.

რედაქტირებულია მეი ჯიანგის მიერ MAT Aluminum-დან