Современные космические ракеты — это сложные инженерные конструкции, состоящие из различных металлов и сплавов. Каждый материал играет свою уникальную роль, обеспечивая прочность, лёгкость и устойчивость в экстремальных условиях в космосе. В статье мы рассмотрим, какие металлы используются при строительстве ракет и почему именно они становятся основой для покорения космоса.
Алюминий
Любовь авиаконструкторов к «крылатому металлу» алюминию передалась и к конструкторам-строителям космических ракет. Металл характеризуется пластичностью, он легче стали в 3 раза. Поэтому алюминий содержится в большинстве деталей ракет, которые покоряют космические пространства.
Один есть у алюминия недостаток – низкая прочность. Но использование различных сплавов алюминия и цветных металлов повышает прочность и добавляет алюминию ещё полезных технологических свойств: свариваемость, коррозионная стойкость, жаропрочность.
Таким образом, алюминиевые сплавы — это основной материал для корпусов ракет. Их лёгкость и прочность делают алюминий идеальным для создания внешних оболочек ракетных ступеней и баков с топливом. Лёгкость позволяет экономить топливо, увеличивая полезную нагрузку.
Сталь
Стальные конструкции незаменимы не только на земле, но и за её пределами, поэтому второй по распространённости материал для ракет – это сталь – железоуглеродистый сплав.
Высокопрочная сталь используется в местах космических кораблей, где необходима особая прочность и сопротивление высоким температурам, например, в двигателях и опорах, которые должны выдерживать экстремальные температуры в десятки тысяч градусов Цельсия.
Сталь гораздо лучше других металлов переносит вибрацию, а за счёт большей жёсткости её конструкции могут быть легче и дешевле, чем конструкции, например, из алюминия.
Из стали делают даже тонкостенные баки на ракетах для топливных систем.
Сейчас проводятся эксперименты, где алюминий в ракетах заменяют сталью. Примером может служить ракета Starship от SpaceX, где нержавеющая сталь используется для обшивки корпуса. Сталь не только прочна, но и устойчива к коррозии, что важно при многократном использовании ракет.
Медь
Следующий по распространённости в ракетостроении металл – это медь. И всё из-за своей теплопроводности, которая раз в 10 больше, чем у стали.
Медь применяется в ракетостроении преимущественно для создания элементов охлаждения двигателей. Она отлично проводит тепло, что помогает защитить ракеты от перегрева. В жидкостных ракетных двигателях, например, используется медь для производства охлаждающих каналов вокруг камеры сгорания. Сплавы меди позволяют двигателям эффективно работать при экстремально высоких температурах.
Используют в ракетах и медные сплавы. Например, для повышения жаростойкости материала используют хромистую бронзу, из которой делают внутреннюю стенку в двигателях ракеты.
Серебро
Серебро обладает самым высоким коэффициентом теплопроводности среди всех металлов. В ракетостроении его применяют в качестве проводящего материала в электрических цепях и системах управления. Его высокие проводящие свойства делают серебро идеальным для использования в кабелях и соединителях, которые должны работать в условиях вакуума и низких температур. Также используют серебро в покрытиях для отражения тепла и защиты электроники от перегрева.
Современные космические ракеты строятся с использованием комбинации многих металлов и сплавов. Каждый металл выполняет свою специфическую роль, обеспечивая баланс между прочностью, лёгкостью, теплопроводностью и долговечностью, позволяя человечеству пусть и медленно, но покорять просторы вселенной.
Компания СЛТ поставляет оборудование по основным технологиям обработки металлов и сплавов: литью, металлургии и металлообработке. Также мы разрабатываем проекты модернизации или строительства новых цехов и отрабатываем технологические процессы. Подробнее о наших услугах здесь.