로켓 연료탱크용 알루미늄 합금
구조재료는 로켓 본체 구조 설계, 제조 및 가공 기술, 재료 준비 기술, 경제성 등 일련의 이슈와 밀접하게 연관되어 있으며, 로켓의 이륙 품질과 탑재량을 결정하는 핵심 요소이다. 로켓연료탱크 소재의 개발과정은 재료시스템의 개발과정에 따라 4세대로 나눌 수 있다. 1세대는 5계열 알루미늄 합금, 즉 Al-Mg 합금이다. 대표적인 합금은 5A06, 5A03 합금이다. 이는 1950년대 후반에 P-2 로켓 연료 탱크 구조물을 제조하는 데 사용되었으며 오늘날에도 여전히 사용되고 있습니다. 5A06 합금은 5.8% Mg ~ 6.8% Mg를 포함하며, 5A03은 Al-Mg-Mn-Si 합금입니다. 2세대는 Al-Cu 기반 2계열 합금입니다. 중국의 창정(Long March) 시리즈 발사체의 저장 탱크는 Al-Cu-Mg-Mn-Si 합금인 2A14 합금으로 만들어졌습니다. 1970년대부터 현재까지 중국은 Al-Cu-Mn-V-Zr-Ti 합금인 2219 합금 제조 저장 탱크를 사용하기 시작했으며 다양한 발사체 저장 탱크 제조에 널리 사용됩니다. 동시에 우수한 저온 성능과 종합 성능을 갖춘 합금인 무기 발사 저온 연료 탱크의 구조에도 널리 사용됩니다.
캐빈 구조용 알루미늄 합금
1960년대 중국에서 발사체 개발 이후 현재까지 발사체 객실 구조용 알루미늄 합금은 2A12, 7A09로 대표되는 1세대와 2세대 합금이 주류를 이루고 있는 반면, 외국은 4세대에 진입했다. 캐빈 구조용 알루미늄 합금(7055 합금 및 7085 합금)은 고강도 특성, 낮은 담금질 감도 및 노치 감도로 인해 널리 사용됩니다. 7055는 Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금이고 7085도 Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금이지만 불순물 Fe 및 Si 함량이 매우 낮고 Zn 함량이 7.0%로 높습니다. ~8.0%. 2A97, 1460 등으로 대표되는 3세대 Al-Li 합금은 고강도, 고모듈러스, 고연신율로 인해 해외 항공우주산업에 적용되어 왔다.
입자 강화 알루미늄 매트릭스 복합재는 높은 모듈러스와 높은 강도의 장점을 가지며 세미 모노코크 캐빈 스트링거를 제조하기 위해 7A09 합금을 대체하는 데 사용할 수 있습니다. 중국과학원 금속연구소, 상해 교통대학교 하얼빈 공과대학 등은 입자 강화 알루미늄 매트릭스 복합재의 연구 및 준비에 많은 노력을 기울여 놀라운 성과를 거두었습니다.
외국 항공우주에 사용되는 Al-Li 합금
외국 항공우주 차량에 가장 성공적으로 적용되는 것은 Constellium과 Quebec RDC가 개발한 2195, 2196, 2098, 2198 및 2050 합금을 포함하는 Weldalite Al-Li 합금입니다. 2195 합금: Al-4.0Cu-1.0Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr. 로켓 발사용 저온 연료 저장 탱크 제조용으로 성공적으로 상용화한 최초의 Al-Li 합금입니다. 2196 합금: Al-2.8Cu-1.6Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, 저밀도, 고강도, 높은 파괴 인성, 원래 허블 태양광 패널 프레임 프로파일용으로 개발되었으며 현재는 주로 항공기 프로파일 압출에 사용됩니다. 2098 합금: Al-3.5 Cu-1.1Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, 원래 HSCT 동체 제조용으로 개발되었지만 높은 피로 강도로 인해 현재 F16 전투기 동체 및 우주선 Falcon 발사 연료 탱크에 사용됩니다. . 2198 합금: Al-3.2Cu-0.9Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, 상업용 항공기 시트 롤링에 사용됩니다. 2050 합금: Al-3.5Cu-1.0Li-0.4Mg-0.4Ag-0.4Mn-0.1Zr. 상업용 항공기 구조물 또는 로켓 발사 부품 제조용 7050-T7451 합금 두꺼운 판을 대체하기 위해 두꺼운 판을 생산하는 데 사용됩니다. 2195 합금과 비교하여 2050 합금의 Cu+Mn 함량은 담금질 감도를 감소시키고 두꺼운 판의 높은 기계적 특성을 유지하기 위해 상대적으로 낮으며 비강도는 4% 더 높고 비계수는 9% 더 높습니다. 높은 내응력부식균열성, 높은 피로균열 성장저항성과 고온 안정성으로 파괴인성이 증가합니다.
로켓 구조에 사용되는 단조 링에 대한 중국의 연구
중국의 발사체 제조 기지는 천진경제기술개발구에 위치해 있습니다. 로켓연구생산구역, 항공우주기술응용산업구역, 보조지원구역으로 구성된다. 로켓 부품 생산, 부품 조립, 최종 조립 테스트를 통합합니다.
로켓 추진제 저장탱크는 길이 2m~5m의 실린더를 연결해 구성된다. 저장 탱크는 알루미늄 합금으로 제작되므로 알루미늄 합금 단조 링으로 연결하고 강화해야 합니다. 또한 커넥터, 전환 링, 전환 프레임 및 발사체 및 우주 정거장과 같은 우주선의 기타 부품도 연결 단조 링을 사용해야 하므로 단조 링은 연결 및 구조 부품의 매우 중요한 유형입니다. Southwest Aluminium (Group) Co., Ltd., Northeast Light Alloy Co., Ltd. 및 Northwest Aluminium Co., Ltd.는 단조 링의 연구 개발, 제조 및 가공에 많은 노력을 기울였습니다.
2007년에 사우스웨스트 알루미늄은 대규모 주조, 단조 빌렛 개방, 링 압연, 냉간 변형 등의 기술적 어려움을 극복하고 직경 5m의 알루미늄 합금 단조 링을 개발했습니다. 원천 핵심단조기술은 국내 공백을 메워 장정-5B호에 성공적으로 적용됐다. 2015년 사우스웨스트 알루미늄은 직경 9m의 초대형 알루미늄 합금 전체 단조 링을 최초로 개발해 세계 기록을 세웠습니다. 2016년 사우스웨스트 알루미늄은 압연 성형, 열처리 등 여러 핵심 핵심 기술을 성공적으로 정복하고 직경 10m의 초대형 알루미늄 합금 단조 링을 개발해 세계 신기록을 세우고 주요 핵심 기술 문제를 해결했습니다. 중국의 대형 발사체 개발을 위해
MAT Aluminium의 May Jiang이 편집함
게시 시간: 2023년 12월 1일
