Ποιες είναι οι εφαρμογές του τιτανίου και των κραμάτων τιτανίου στο αεροδιάστημα;
Το τιτάνιο και τα κράματά του χρησιμοποιούνται κυρίως στην αεροπορική βιομηχανία για την κατασκευή κινητήρων και άτρακτων αεροσκαφών. Γενικά μιλώντας, για αεροσκάφη με αριθμό λιγότερο από 2, οι μηχανές τους χρησιμοποιούν μέρος τιτανίου και τα κράματά του, και οι άτρακτες χρησιμοποιούν γενικά κράματα αργιλίου. Για αεροσκάφη με αριθμό 2, η ποσότητα τιτανίου που χρησιμοποιείται στον κινητήρα αυξάνεται και μέρος της άτρακτης χρειάζεται επίσης τιτάνιο. Για αεροσκάφη με αριθμό μεγαλύτερο από 3.5, η θερμοκρασία εισόδου του κινητήρα είναι ήδη πολύ υψηλή, έτσιΚράμα τιτανίουΔεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν και απαιτούνται υπερκράματα, αλλά η ποσότητα τιτανίου που χρησιμοποιείται στην άτρακτη αυξάνεται σημαντικά.
Το τιτάνιο και τα κράματά του έχουν επίσης καλή αντίσταση χαμηλής θερμοκρασίας. Ακόμη και σε εξαιρετικά χαμηλή θερμοκρασία -250 έχει ακόμα υψηλή αντοχή κρούσης και μπορεί να αντέξει την υψηλή πίεση και τη δόνηση. Ως εκ τούτου, το τιτάνιο και τα κράματά του δεν χρησιμοποιούνται μόνο για την κατασκευή περιβλημάτων μηχανών και δομικών συστατικών σε πυραύλους, πυραύλους και διαστημόπλοια, αλλά επίσης χρησιμοποιούνται για την κατασκευή εμπορευματοκιβωτίων υψηλής πίεσης, όπως οι κύλινδροι αερίου υψηλής πίεσης, οι κρυογενείς δεξαμενές υγρών καυσίμων, κ.λπ.
Τα κράματα τιτανίου χρησιμοποιούνται κυρίως στην κατασκευή αεροσκαφών και κινητήρων, όπως σφυρηλατημένοι ανεμιστήρες τιτανίου, δίσκοι συμπιεστών και λεπίδες, καλύμματα μηχανών, συσκευές εξάτμισης και άλλα μέρη, καθώς και διαφράγματα ακτίνων αεροσκαφών και άλλα δομικά μέρη πλαισίων. Τα διαστημόπλοια χρησιμοποιούν κυρίως την υψηλή ειδική αντοχή, την αντίσταση διάβρωσης και την αντίσταση χαμηλής θερμοκρασίας κραμάτων τιτανίου για να κατασκευάσουν διάφορα δοχεία πίεσης, δεξαμενές καυσίμων, συνδετήρες, ιμάντες οργάνων, πλαίσια και κοχύλια πυραύλων. Οι τεχνητοί δορυφόροι, οι σεληνιακές ενότητες, τα επανδρωμένα διαστημικά σκάφη και οι διαστημικές άκατοι χρησιμοποιούν επίσης συγκολλημένα μέρη φύλλων κραμάτων τιτανίου.
Η εφαρμογή του τιτανίου στην αεροδιαστημική βιομηχανία χρησιμοποιεί κυρίως τη χαμηλή πυκνότητα, την υψηλής αντοχής, την υψηλής θερμοκρασίας αντίσταση, την αντίσταση διάβρωσης και άλλες ιδιότητές του.
Η εφαρμογή τιτανίου στην αεροδιαστημική βιομηχανία έχει επιτύχει επίσης το σκοπό της μείωσης του βάρους εκτόξευσης, της αύξησης της εμβέλειας και της εξοικονόμησης δαπανών, και είναι ένα δημοφιλές υλικό στην αεροδιαστημική βιομηχανία. Στους πυραύλους, τους πυραύλους και τις αεροδιαστημικές βιομηχανίες, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως δοχεία πίεσης, δεξαμενές καυσίμων, περιβλήματα μηχανών πυραύλων, μανίκια ακροφυσίων πυραύλων, τεχνητά δορυφορικά περιβλήματα, επανδρωμένες καμπίνες διαστημικών σκαφών (δέρμα και δομικός σκελετός), εργαλεία προσγείωσης, σεληνιακή ενότητα, συστήματα πρόωσης, κ.λπ.
Το κράμα χρησιμοποιείται ευρέως ως υλικό περιβλημάτων του κινητήρα πυραύλων πρώτου σταδίου στις Ηνωμένες Πολιτείες. Άλλα κράματα που χρησιμοποιούν αυτό το κράμα περιλαμβάνουν: γιγαντιαία κυλινδρικά υγρά εμπορευματοκιβώτια πυραύλων. Από την άλλη πλευρά, δεδομένου ότι τα κράματα έχουν χαμηλό ενδιάμεσο στοιχείο, ιδιαίτερα χαμηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο, και μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες, αυτά τα κράματα χρησιμοποιούνται ως δοχεία υγρού υδρογόνου για πυραύλους και πυραύλους, σφραγισμένες καμπίνες για το διαστημόπλοιο Ερμή και Δίδυμοι, και τα κύρια δομικά μέρη του διαστημόπλοιου Απόλλωνα που προσγειώθηκαν επιτυχώς στο φεγγάρι.
Εκτός από το βιομηχανικό καθαρό τιτάνιο, τα κράματα τιτανίου και τιτανίου που χρησιμοποιούνται στην αεροδιαστημική βιομηχανία περιλαμβάνουν επίσης τα σύνθετα υλικά Ti-7Al-4V-3Sn-3Sn-3Sn και Ti/B-Al.
Το διαστημικό σκάφος είναι το πρώτο επανδρωμένο διαστημόπλοιο στον κόσμο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί επανειλημμένα. Ξεκίνησε να αναπτύσσεται το 1972 και η πρώτη του πτήση ήταν επιτυχής το 1981. Το διαστημόπλοιο αποτελείται από ένα μικρό φτερό αεροσκάφος, ένα εξωτερικό δοχείο καυσίμων 47μ και δύο ενισχυτές πυραύλων στερεού καυσίμου συνολικά 500τ.
Το τροχιακό διαστημόπλοιο είναι 37μ μήκος και ζυγίζει περίπου 68τ, το οποίο είναι περίπου το ίδιο μέγεθος με το τζετ μεταφοράς DC-9. Είναι το μεγαλύτερο επανδρωμένο διαστημόπλοιο μέχρι σήμερα. Το αμπάρι φορτίου του είναι 18μ μακρύ και 5στη διάμετρο, και μπορεί να μεταφέρει 29.5του φορτίου στην τροχιά της Γης.
Η διαστημική άκατος μπορεί να εκτοξευτεί σαν πύραυλος και να πετάξει σε τροχιά με μέγιστο υψόμετρο 1000χλμ όπως ένα διαστημόπλοιο. Χωρίς ώθηση, μπορεί να γλιστρήσει και να προσγειωθεί σαν αεροπλάνο. Αυτή η διαστημική άκατος είναι ουσιαστικά ένα διαστημικό σκάφος μεταφορών, έτσι μια από τις παραμέτρους για να κρίνει τη χρησιμότητά του είναι το ωφέλιμο φορτίο που μεταφέρεται μεταξύ της τροχιάς της Γης και της Γης Προκειμένου να μεγιστοποιηθεί αυτό το ωφέλιμο φορτίο, το κράμα τιτανίου έχει γίνει ένα σημαντικό υλικό για τα εξαρτήματα αεροδιαστημικών μηχανών.
Η σχεδιαστική ζωή ενός τροχαίου διαστημόπλοιου είναι 100 πτήσεις, με κάθε πτήση να μένει στο διάστημα για 7 έως 30 ημέρες. Το διαστημόπλοιο είναι επανδρωμένο, έτσι ώστε να προσαρμόζεται στο εξωτερικό διαστημικό περιβάλλον (κενό, ακραίες διαφορές θερμοκρασίας σε τροχιά, θερμότητα κατά την επιστροφή στην ατμόσφαιρα, κ.λπ.) και να χρησιμοποιείται επανειλημμένα.
