Care sunt metalele construi nave spatiale, arat întinderi nesfârșite ale universului

industria de știri

Cherezmesyats fi exact o jumătate de secol, prima lansare de rachete R-7, kotoryysostoyalsya 15 mai 1957. Această rachetă, care poartă încă astronauți vsehnashih, este un triumf absolut al materialului de construcție de proiectare ideinad. Este interesant faptul că, chiar și după 30 de ani posleee de lansare, 15 mai 1987, a avut loc prima racheta de lansare „Energia“, care este, dimpotrivă, folosit ekzoticheskihmaterialov masa ajunge acum 30 de ani.

Când Stalin postavilpered Korolev sarcina de a copia V-2, mulți dintre ei erau materiale novydlya apoi industria sovietică, dar prin 1955 deja ischezliproblemy, care ar putea interfera cu designeri pentru a traduce idei. Materiale Ktomu utilizate în crearea R-7, chiar și în 1955godu nu este nou - de fapt, a fost necesar să se ia în considerare cantitatea de timp bani în rachete de producție în masă. Prin urmare, oțelul eekonstruktsii bază lung stapanita aliaje de aluminiu.

aluminiu Ranshemodno a fost numit „de metal cu aripi“, subliniind că eslikonstruktsiya nu se deplaseze pe sol sau pe șine, și zboară, limba onaobyazatelno ar trebui să fie realizate din aluminiu. De fapt krylatyhmetallov mult, iar această definiție a trecut mult timp de moda. Fără îndoială, aluminiul este bun, destul de ieftine, aliajele sale sunt relativ durabile, onlegko prelucrate, etc. Dar o aeronavă de aluminiu nu a făcut postroish.A în avioane cu piston, iar lemnul este destul de relevant (chiar vrakete P-7 în compartimentul de bord are pereți de placaj!). Unasledovavalyuminy din aviație, acest metal a început să se bucure și raketnayatehnika. Dar aici este ceva tocmai a dezvăluit îngustimea capacităților sale.

„Din metal cu aripi“, un favorit de aeronave. aluminiu pur este de trei ori mai ușor decât oțelul, foarte flexibil, dar nu foarte durabil.

Chtobyon a fost un bun material de construcție, de la contabilitate pentru delatsplavy. Punct de vedere istoric, primul a fost un (duraluminiu duraluminiu ca myego numesc adesea) duraluminiu - este numele dat firmei germane din aliaj vpervyeego propus în 1909 (din orașul Düren). Acest aliaj de aluminiu cu excepția, conține mici cantități de cupru și mangan, rezkopovyshayuschie rezistența și rigiditatea. Dar există o duraluminiu și dezavantaje: nu poate fi sudate și ștampilat tare (tratament termic necesar). Polnuyuprochnost el câștigă în timp, acest proces se numește „îmbătrânire“, Apostolul de tratament termic au fost din aliaj de vârstă este nevoie din nou. Prin urmare, iznego părți conectate prin nituire și șuruburi.

Racheta el este doar bun la compartimentele „uscate“ - nituite de construcție nu garantează poddavleniem integritatea. Aliaje care conțin magneziu (de obicei nu mai mult de 6%), și sudarea mozhnodeformirovat. Este lor cel mai de rachete R-7 (vchastnosti, au făcut toate rezervoarele).

inzheneryimeli american înainte de aliaje de aluminiu mai puternice, soderzhaschiedo duzină de componente diferite. Dar, mai presus de toate, aliajele noastre proigryvalizaokeanskim proprietățile de dispersie. Este clar că diferite probe de mogutnemnogo diferă în compoziție, iar acest lucru conduce la o diferență în mehanicheskihsvoystvah. Design-ul de multe ori trebuie să se bazeze nu pe srednyuyuprochnost, cel puțin, și să se asigure că, la nashihsplavov ar putea fi semnificativ mai mici decât media.

In ultimul trimestru progresul XXveka în industrie a dus la apariția de aluminiu-litievyhsplavov. Dacă acest aditiv pentru aluminiu în putere numai nauvelichenie au fost trimise, apoi lăsat să facă un aliaj de litiu sensibil boleelegkim. rezervor de hidrogen racheta „Energia“ a fost realizat din aliaj de aluminiu-litiu, este acum și tancuri „Space Shuttle“.

În cele din urmă, materialul cel mai exotice pe bază de aluminiu - boralyuminievyykompozit în cazul în care aluminiul este atribuit același rol ca rășină epoxidică vstekloplastike el deține împreună fibrele cu rezistență ridicată de bor. Etotmaterial tocmai a început să prindă rădăcini în programul spațial intern a făcut ferma -din între rezervoare ultima modificare razgonnogobloka „DM-SL“, implicat în proiectul „Marea Lansarea“.

Vyborkonstruktora în ultimii 50 de ani a devenit mult mai bogată. Cu toate acestea kaktogda, iar acum aluminiu - din metal №1 în racheta. Dar, desigur, esti un număr de alte metale, fără de care racheta nu poate zbura.

Nezamenimyyelement orice structuri de inginerie. Fier în oțelurile inoxidabile formă raznoobraznyhvysokoprochnyh - a doua aplicație vraketah metal.

Peste tot în cazul în care sarcina nu este distribuit pe bolshoykonstruktsii, și concentrată într-un punct sau mai multe puncte stalvyigryvaet de aluminiu.

Devin mai dure - un design din oțel, ale cărei dimensiuni nu „float“, sub sarcină, se pare pochtivsegda mai mici și, uneori, chiar mai ușor decât aluminiul. Oțel luchsheperenosit mult vibrații este mai tolerant la căldură, oțel mai ieftin zaisklyucheniem soiuri cele mai exotice de oțel, în cele din urmă, au nevoie de dlyastartovogo facilități, fără de care racheta - bine, știi.

rezervoare de rachetă Noi pot fi realizate din oțel. Surprinzător? Da. Cu toate acestea pervayaamerikanskaya Atlas de rachete intercontinentale cisternele utilizate imennoiz din oțel inoxidabil cu pereți subțiri. Pentru raketavyigrala din oțel din aluminiu, mult a trebuit să se schimbe radical. Rezervoarele Tolschinastenok în compartimentul motor a atins 1,27 mm (1 / 20dyuyma) de mai sus au fost folosite pentru plăcile mai subțiri, iar grosimea tancului verhakerosinovogo a fost doar 0,254 milimetri (0,01dyuyma). Hidrogenul treapta superioară Centaur, realizată de o astfel zheprintsipu, are o grosime a peretelui de doar un aparat de ras - 0,127millimetra!

Prin urmare, o astfel de somnet subțire de perete, chiar sub forma sobstvennoytyazhestyu deține în întregime de vnutrennegodavleniya: după cutii de fabricație sunt sigilate, nadduvayutsya ihranyatsya sub presiune internă ridicată.

În protsesseizgotovleniya de perete proptit în interiorul suportilor speciali. etapa Samayaslozhnaya a acestui proces - sudarea chasti.Ee de fund cilindric în mod necesar trebuie să efectueze într-o singură trecere, ca urmare a vtechenie șaisprezece ore sale a făcut mai multe echipe de sudori la dvepary fiecare; brigadă înlocuit reciproc în patru ore. Când etomodna a două perechi de lucru în interiorul rezervorului.

Greu, pentru a fi sigur, munca. Dar această rachetă american Dzhon Glenn a fost prima naorbitu. Și apoi ea a avut o istorie lungă și glorioasă, iar Centaurletaet blocului în ziua de azi. In „V-2“, printre altele, cazul a fost, de asemenea, stalnym- din oțel complet abandonat numai pe racheta R-5, acolo stalnoykorpus dovedit inutile din cauza separarea capului.

Ce fel de metal poate fi pus pe spațiul de copac „pe racheta?“ Răspunsul poate părea evident. Titan? Se pare, nr.

Osnovnoymetall tehnici electrice și termice. Nu e ciudat? Dovolnotyazhely, nu prea puternic, în comparație cu oțel - fuzibil, moale, față de aluminiu - scumpe, dar cu toate acestea nezamenimyymetall.

Intreaga punct este conductivitatea termica monstruoasă de cupru - este mai mare de zece ori cu oțel ieftin și patruzeci de ori în comparație cu sdorogoy din oțel inoxidabil. Aluminiu joacă, de asemenea cupru poteploprovodnosti și, simultan, la temperatura de topire. O necesitate etabeshenaya conductivitate termică în inima racheta - motorul său. Izmedi face peretele interior al motorului rachetă, febra trehtysyachegradusny inima racheta una kotorayasderzhivaet. Pentru nerasplavilas perete, este realizat integral - exterior, din oțel, sarcină derzhitmehanicheskie și interior, cupru, preia căldura.

decalaj Vtonenkom între pereți este fluxurile de combustibil la izbaka motorului, și acolo se pare că cupru surclaseaza oțel: faptul că punctele de topire diferă cu oa treia, conductivitatea termică a Avot - zeci de ori. Așa că peretele din oțel progoritranshe cupru. Beautiful „cupru“ motoare de duză de culoare R-7 este în mod clar vizibil toate fotografiile și televiziune de acoperire a exportului de rachete de la început.

În cazul motoarelor R-7, „foc“ intern, nu izchistoy perete din cupru, bronz și crom, conținând doar 0,8% crom. Etoneskolko reduce conductivitatea termică, dar, de asemenea, povyshaetmaksimalnuyu temperatura de funcționare (rezistență la căldură) și facilitează zhizntehnologam - cupru pur este foarte lipicios, dificil de manevrat prin tăiere, iar pe cămașa interioară nevoie coaste frezată care onaprikreplyaetsya exterior. Grosimea peretelui rămasă din bronz - vsegomillimetr, de aceeași grosime și coastele, iar distanța dintre ele - aproximativ 4millimetrov.

Cel mai mic forța motorului, a usloviyaohlazhdeniya mai rău - un consum mai mic de combustibil, iar poverhnostsootvetstvenno relativ mai mult. De aceea, la motoarele de tracțiune reduse utilizate aparate nakosmicheskih, este necesar să se utilizeze nu tolkogoryuchee, dar, de asemenea, să se răcească comburant - acidul azotic sau tetroxid de azot. cazuri VTAK pentru a proteja peretele de cupru acoperite cu crom toystorony de acid care curge. Dar acest lucru trebuie să fie umil, poskolkudvigatel cu foc de perete din cupru eficient.

Spravedlivostiradi spun că motoarele cu peretele interior din oțel tozhesuschestvuyut, dar parametrii lor sunt, din păcate, mult mai rău. Și este notonly la putere sau forța de tracțiune, nu principalul parametru sovershenstvadvigatelya - impuls specific - în acest caz, devine mai puțin nachetvert, în cazul în care nu o treime. În „mijlocul“ de motoare este 220sekund au bun - 300 de secunde, în timp ce cea mai presamyh „inavorochennyh rece“ cei pe care la „transfer de“ înapoi trei bucăți - 440 sekund.Pravda, aceste motoare, cu un perete de cupru nu atât de mult pentru a sovershenstvukonstruktsii hidrogen sub formă de lichid. motor Kerosen dazheteoreticheski acest lucru se poate face. Cu toate acestea, aliaje de cupru sunt lăsate să „stoarce“ de carburant la aproximativ 98% din eficiența teoretică.

Dragotsennyymetall cunoscut omenirea încă din cele mai vechi timpuri. Metal, fără de care neoboytis oriunde. Ca unghie, care nu a fost în fierărie în izvestnomstihotvorenii, el deține pe sine tot.

El este cel care se leagă de oțel medso în motor rachetă cu combustibil lichid, iar acest lucru este, probabil, o manifestare a esenței sale mistice. Nici unul dintre ceilalți konstruktsionnyhmaterialov nu are nimic de-a face cu misticismul - un shleyfvekami mistic se întinde numai pe metal. Și așa a fost în techenievsey istoria de utilizare de către om, mult mai mult, astfel încât cupru sau fier. Ce putem spune despre aluminiu, care a fost otkryttolko în secolul al XIX-lea, și a devenit relativ ieftină și togopozzhe - în secolul XX.

În toți anii mei de civilizație umană uetogo de metal neobișnuit a fost o cantitate foarte mare de profesii aplicații iraznoobraznyh. El a fost creditat cu multe proprietati unice, oamenii l-au folosit, nu numai în tehnică și nauchnoydeyatelnosti, dar, de asemenea, magie. De exemplu, pentru o lungă perioadă de timp sa crezut că „egoboitsya tot felul de rele.“

Principalul dezavantaj al acestui metallabyla cost ridicat, motiv pentru care le-a avut întotdeauna raskhodovatekonomno, mai precis, este rezonabil - așa cum a cerut o altă aplicație care a venit cu oamenii neliniștite. Mai devreme sau mai târziu, el nahodilite sau alți înlocuitori, care în timp, cu mare succes ilimenshim l-au alungat.

Astăzi, aproape nashihglazah, dispare dintr-o sferă perfectă a activității umane, ca o fotografie, care timp de aproape un secol și jumătate făcut nashuzhizn mai pitoresc și cronicile - mai fiabile. Acum cincizeci (sau cam asa ceva) de ani, el a început să-și piardă pozițiile într-una meserii izdrevneyshih - coinage. Desigur, această monedă metallavypuskayut astăzi - dar numai pentru distracție noastră cu tine: ei au încetat de mult să fie proprii lor bani și să devină un -podarochny marfă și colector.

Poate că atunci când motoarele izobretutteleportatsiyu de fizică și de rachete nu mai sunt necesare, ora nastupitposledny și un alt domeniu de aplicare. Dar până în prezent pentru a găsi un înlocuitor emuadekvatnuyu nu a reușit, iar acest metal unic rămâne vraketostroenii în afara competiției - la fel ca în vânătoarea de vampiri.

Dragotsennymmetallom de argint numit mai degrabă de obicei milenii estmetally care nu sunt considerate prețioase, dar sunt mult mai dorozheserebra. Ia cel puțin beriliu. Acest metal este de trei ori mai scumpă decât argintul, dar ionul este utilizat în vehiculele spațiale (dar nu și în rachete) Cel mai important lucru a devenit faimos prin capacitatea de a reflecta zamedlyati neutroni în reactoare nucleare. După cum konstruktsionnogomateriala a fost folosit mai târziu.

Desigur, nevozmozhnoperechislit toate metalele care pot fi numit un nume mândru, „cu aripi“, și nu este nevoie în acest sens. metale de monopol care a existat la începutul anilor 1950, a avut de multă vreme de tranziție de sticlă spartă ugleplastikami.Dorogovizna aceste materiale incetineste raspandirea lor in odnorazovyhraketah, dar acestea sunt puse în aplicare într-un avion mult mai mare. Ugleplastikovyeobtekateli acoperind sarcina utilă, și fibra de carbon sopladvigateley stadiile superioare există deja și concurența este treptat părți metalice nachinayutsostavlyat.

Dar, cu metale, după cum știm din istorie, oamenii au lucrat aproximativ zece tysyachlet, și nu atât de ușor de a găsi un înlocuitor adecvat pentru aceste materiale.

Titan și aliaje de titan

Cel mai la modă vârstă spațiu de metal.

Voprekishiroko credință populară, titan nu este foarte folosit tehnica vraketnoy - Aliaje de titan, în general, se gazovyeballony presiune ridicată (în special heliu). Titan splavystanovyatsya mai puternic dacă le-ați pus în rezervoare cu hidrogen ilizhidkim oxigen lichid, ca rezultat al acesteia ajută la reducerea greutății lor. Nakosmicheskom TCS navă, care, mecanismele de andocare unitate skosmonavtami cu toate acestea, așa că nu o dată a fost zburate pneumatic, acesta vozduhdlya stocat în mai multe de 36 litri cu bile cilindri de presiune titaniu srabochim de 330 atmosfere. Fiecare cilindru cântărit 19kilogrammov. Acest lucru este de aproape cinci ori mai ușoară decât cea standard de sudura ballontakoy aceeași capacitate, dar până la jumătate din presiunea!