Сплавы алюминия и титана в ракетостроении

Во время разработки первых искусственных спутников Земли их разработчики имели только один возможный вид металла для их оболочки. На то время только алюминий был достаточно легким и прочным, чтобы полететь в космос. Даже сейчас металлические части ракет наполовину состоят из алюминия. Американские «Шаттлы» имеют в своем составе 90% этого металла. В то же время титан использовался в топливных отсеках самых первых космических аппаратов и продолжает широко применяться в современных ракетоносителях.

Механические свойства алюминия

Такие механические свойства алюминия как легкость, стойкость к сверхнизким и очень высоким температурам, невосприимчивость к радиационному излучению и вибрациям делают его незаменимым в ракетостроении. Новые технологии позволяют создавать сплавы алюминия с разнообразными добавками неметаллического происхождения, что дает возможность уменьшить его вес и увеличить прочность. Снижение веса сплавов помогает значительно сэкономить на топливе необходимом для вывода космических аппаратов в околоземное пространство.

Исследования сплавов металлов

Современные исследования сплавов металлов на основе алюминия позволили создать новый вид алюминия. Ученые Южной Кореи представили свою разработку под названием Smart Aluminium. Он был создан с помощью соединения алюминия и углеродных нанотрубок. Он обладает прочностью в три раза превышающей обычный алюминий и в сто раз — сталь. Также в ракетостроении используются сплавы алюминия с никелем, титаном, железом и хромом.

Физические свойства титана и его сплавов

Титан имеет высокую прочность и температуру плавления, что делает его подходящим материалом для ракетостроения. Также он обладает высокой износостойкостью и пластичностью. Он не вступает в реакцию со многими разновидностями кислот, гидроксидов и солей. Благодаря такому сочетанию качеств его используют в производстве топливных отсеков ракетоносителей и сопел в реактивных двигателях самолетов. Сплавы на основе титана применялись при создании первых космических аппаратов, в том числе «Союза» и «Востока».

Сфера применения титановых сплавов

Сфера применения титана и его сплавов в ракетостроении очень обширна. Из него делают детали жидко- и твердотопливных двигателей, обшивку космических аппаратов, стыковые конструкции жилых отсеков и баллоны, находящиеся под высоким давлением. В титан добавляют разнообразные металлы, чтобы повысить его пластичность в условиях сверхнизких температур. Титан — единственный материал, в котором можно хранить жидкий кислород без угрозы коррозии и взрыва.

Антенны и корпуса солнечных батарей в космических аппаратах делаются из сплава титана и никеля. Он обладает способностью запоминать изначально заданную ему форму. Сделанная из него проволока при воздействии очень низких температур сжимается в небольшой комок, а после нагревания возвращает свою прежнюю форму. Особенные баки для хранения сжатых газов в условиях вакуума сделаны также из титана и имеют сферическую форму.