Аэрокосмическая отрасль, пожалуй, как ни одна другая отрасль промышленности, ведёт за собой развитие технического прогресса. Мало кто может поспорить с тем, что современные ракеты являются венцом человеческой мысли. За каждым запуском на орбиту очередной ракеты с замиранием следят сотни людей, словно это тот самый корабль, на котором Юрий Гагарин впервые в истории человечества покорил космические просторы.
Сегодня, в преддверии Всемирного дня авиации и космонавтики, предлагаем Вам узнать немного о том, из каких материалов конструируют космические аппараты и прочую авиационную технику.
Алюминий и его сплавы
Алюминий - один из космических “первопроходцев” и бессменный участник космических проектов. Около половины веса современной ракеты приходится на алюминиевые конструкции, а шаттлы почти на 90 % состоят из алюминиевых сплавов.
Сегодня создаются гранулированные алюминиевые сплавы, которые обеспечивают снижение веса узловых конструкций почти до 30%. Расширяется и диапазон рабочих температур до Т=850 °С. Более того, алюминий и его соединения используются в качестве высокоэффективного ракетного горючего в двухкомпонентных ракетных топливах.
Сталь
Железо в виде разнообразных высокопрочных нержавеющих сталей – второй по применению металл в ракетах. Везде, где нагрузка сосредоточена в точке или нескольких точках, сталь выигрывает у алюминия. Сталь гораздо лучше переносит вибрацию, более терпима к нагреву, дешевле, нужна для стартового сооружения. Приведем пример: двигательный отсек первой американской межконтинентальной ракеты Atlas, состоявший из тонкостенной нержавеющей стали, имел 1,27 миллиметра в самой большой толщине, а у самого верха использовалась толщина 0,254 миллиметра.
Бериллий
Теплопроводность в четыре раза выше, чем у стали, большая теплоемкость и жаропрочность позволяют использовать бериллий и его соединения в теплозащитных конструкциях космических кораблей. Из бериллия была сделана внешняя тепловая защита капсулы космического корабля «Friendship-7», на котором Джон Гленн первым из американских космонавтов совершил орбитальный полет. Благодаря способности сохранять высокую точность и стабильность размеров бериллиевые детали используют в гироскопах.
Титановые сплавы
Технический титан — металл очень большой коррозионной стойкости. Он практически не изменяется и не разрушается на воздухе, в воде, исключительно стоек при обычной температуре во многих кислотах, даже в «царской водке», во многих агрессивных средах. Он в полтора раза прочнее стали и в несколько раз прочнее алюминия, очень пластичный: технический титан легко прокатывать в листы и даже в очень тонкую фольгу, толщиной в доли миллиметра, его можно вытягивать в прутки, проволоку, делать из него трубы.
Материалы будущего
Прогресс не стоит на месте, и весомую роль в авиакосмической отрасли уже давно начали играть композитные материалы. Так в 1990-х при модернизации ракеты «Протон», специалисты заменили стеклопластик на углепластик , что уменьшило массу конструкции на полторы тонны. Активно внедряются в производство самовосстанавливающиеся материалы, такие как стали и сплавы с эффектом памяти или реверсивные полимеры, использующие тепловой эффект. Испытываются самовосстанавливающиеся системы, состоящие из тонких сосудистых трубок, находящихся под давлением.
Это далеко не полный список материалов и технологий, применяемых в аэрокосмической отрасли, всего их огромное количество. Оптимальное сочетание материалов вкупе с высокой точностью изготовления, новаторскими инженерными решениями и, конечно, целеустремленностью советских инженеров, позволили нам стать первыми в мире в покорении космоса. Мы поздравляем всех с этим замечательным праздником и надеемся, что наша страна и в будущем внесет значимый вклад в исследование безграничных просторов космоса.