Việc ứng dụng titan trong ngành hàng không vũ trụ chủ yếu tận dụng các đặc tính của nó như mật độ thấp, độ bền cao, khả năng chịu nhiệt độ-cao và khả năng chống ăn mòn. Việc sử dụng nó trong ngành hàng không vũ trụ nhằm mục đích giảm trọng lượng phóng, tăng tầm bay và tiết kiệm chi phí, khiến nó trở thành vật liệu-được săn đón nhiều trong lĩnh vực này. Titan có thể được sử dụng trong tên lửa, tên lửa và các ứng dụng hàng không vũ trụ như bình chịu áp lực, thùng nhiên liệu, vỏ động cơ tên lửa, ống lót vòi phun tên lửa, vỏ vệ tinh, cabin tàu vũ trụ có người lái (da và khung cấu trúc), thiết bị hạ cánh, mô-đun mặt trăng và hệ thống đẩy.
Vật liệu được sử dụng rộng rãi để làm vỏ động cơ tên lửa giai đoạn một-của Hoa Kỳ là hợp kim Ti-6Al-4V. Hợp kim này cũng được sử dụng trong các thùng tên lửa lỏng hình trụ lớn, cũng như vỏ động cơ hình cầu và hình elip cho tên lửa đạn đạo xuyên lục địa và tên lửa "Minuteman".
Mặt khác, do hàm lượng các nguyên tố xen kẽ, đặc biệt là oxy, trong hợp kim Ti-6Al-4V ELI và Ti-5Al-2.5Sn ELI thấp nên các hợp kim này có thể được sử dụng ở nhiệt độ cực thấp. Do đó, chúng được sử dụng làm thùng chứa hydro lỏng trong tên lửa và tên lửa, khoang kín của tàu vũ trụ "Mercury" và "Gemini", cũng như các thành phần cấu trúc chính của tàu vũ trụ "Apollo" đã hạ cánh thành công trên mặt trăng.
Ngoài titan nguyên chất công nghiệp, Ti-6Al-4V, Ti-5Al-2.5Sn, Ti-6Al-4V ELI và Ti-5Al-2.5Sn ELI, ngành hàng không vũ trụ còn sử dụng Ti-7Al-4Mo, Ti-3Al-2.5V, Ti-13V-11Cr-3Al, Ti-15-3Cr-3Sn-3Al và Vật liệu composite Ti/B-Al.
Tàu con thoi, tàu vũ trụ có người lái có thể tái sử dụng đầu tiên trên thế giới, được phát triển bắt đầu từ năm 1972 và thực hiện chuyến bay thành công đầu tiên vào năm 1981. Tàu con thoi bao gồm một-máy bay có cánh nhỏ, một bình nhiên liệu bên ngoài dài 47-m- và hai tên lửa đẩy nhiên liệu rắn có tổng trọng lượng 500 tấn.
Tàu vũ trụ quay quanh quỹ đạo có chiều dài 37 mét và nặng khoảng 68 tấn, kích thước gần tương đương với kích thước của máy bay vận tải phản lực DC{17}}9. Đây là tàu vũ trụ có người lái lớn nhất cho đến nay, với hầm hàng dài 18 mét và đường kính 5 mét, có khả năng vận chuyển 29,5 tấn hàng hóa lên quỹ đạo Trái đất. Giống như một tên lửa, nó có thể được phóng và giống như một con tàu vũ trụ, bay theo quỹ đạo ở độ cao tối đa 1.000 km. Khi không có lực cản của khí quyển, nó có thể lướt và hạ cánh như một chiếc máy bay. Về cơ bản là một tàu vận tải không gian, một trong những thước đo quan trọng để đánh giá tiện ích của nó là khả năng tải trọng hiệu quả để vận chuyển hàng hóa giữa Trái đất và quỹ đạo Trái đất. Để tối đa hóa tải trọng hiệu quả này, hợp kim titan đã trở thành vật liệu quan trọng cho các bộ phận của phương tiện hàng không vũ trụ. Tàu vũ trụ quỹ đạo được thiết kế để phục vụ 100 chuyến bay, mỗi nhiệm vụ kéo dài từ 7 đến 30 ngày trong không gian. Vì có người lái nên nó được thiết kế để chịu được các điều kiện khắc nghiệt của không gian (chân không, nhiệt độ khắc nghiệt trên quỹ đạo và nhiệt độ trong quá trình quay trở lại khí quyển) và có thể tái sử dụng.
1. Bình chứa áp suất cao-
Hợp kim titan được sử dụng rộng rãi vì chúng có thể làm giảm tổng trọng lượng của tàu vũ trụ quay quanh các phương tiện. Ứng dụng chính của titan là làm-các bình chứa áp suất cao để lưu trữ nhiên liệu và khí đốt cần thiết. Các thùng chứa bằng hợp kim titan nhẹ đã được phát triển thành công cho các chương trình tàu vũ trụ Gemini và Apollo của NASA, sử dụng hợp kim Ti-6Al-4V. Bình áp suất titan trên tàu vũ trụ Apollo sử dụng hệ số an toàn chưa từng có là 1,5 trong thực tế, trong khi các thiết kế trước đó sử dụng hệ số an toàn xấp xỉ 4. Để giảm thêm trọng lượng của các bình chứa áp suất cao cho tàu vũ trụ quỹ đạo, một phương pháp đã được áp dụng liên quan đến việc ứng dụng sợi Twaron (một loại sợi hữu cơ thơm do DuPont sản xuất) lên bề mặt titan có thành mỏng. thùng chứa. Những thùng chứa này được sử dụng để lưu trữ khí nén. Vệ tinh "Ranger" và bộ tăng áp của nó sử dụng tổng cộng 14 thùng chứa titan, giúp giảm khối lượng 27 kg.
Bình chịu áp lực để chứa nhiên liệu lỏng. Khoảng 50 bình áp suất đã được sử dụng trên tàu vũ trụ Apollo, với 85% được làm bằng titan. Động cơ tầng trên J-2S sau khi chuyển sang dùng bình nhiên liệu bằng hợp kim titan đã giảm được 35% trọng lượng.
2. Vỏ động cơ
Vỏ của động cơ tên lửa sử dụng nhiên liệu rắn. Động cơ tên lửa giai đoạn thứ hai của tên lửa liên lục địa Minuteman sử dụng hợp kim Ti64, giúp giảm trọng lượng từ 30% đến 40%.
Vỏ động cơ chống cháy chạy bằng nhiên liệu lỏng-. Vỏ chịu lực-của buồng đốt động cơ mô-đun mặt trăng Apollo được làm bằng hợp kim Ti64.
3. Thành phần cấu trúc khác nhau
Hợp kim titan cũng được sử dụng rộng rãi trong các thành phần cấu trúc khác nhau. Cabin áp suất của tàu vũ trụ "Mercury" chủ yếu được làm bằng titan, chiếm 80% trọng lượng của cabin. Tàu vũ trụ "Gemini" sử dụng bảy loại hợp kim titan, với 570 kg thành phần titan, chiếm 84% trọng lượng cấu trúc. Trong tàu vũ trụ "Apollo", các giá đỡ, đồ đạc và ốc vít đều được làm bằng titan, tổng cộng 68 tấn vật liệu titan.
4. Đường ống thủy lực
Đường ống dẫn nhiên liệu của tàu con thoi được làm bằng các ống liền mạch sử dụng hợp kim Ti-3Al-2.5V. Việc sử dụng hợp kim này giúp giảm trọng lượng hơn 40%. Để giảm thiểu khả năng bị gãy do mỏi và nâng cao tuổi thọ hoạt động của hệ thống, việc lắp ráp các đường ống khác nhau sử dụng phương pháp tạo hình thủy lực tự động.
Yêu cầu báo giá
E-mail:bjcxtitanium@gmail.com
Whatsapp:+8613571718779
