Федеральное агентство по образованию РФ
ГОУ СПО Красносулинский металлургический колледж
РЕФЕРАТ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ КОСМИЧЕСКИЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ г. Красный Сулин 2006 г.
СОДЕРЖАНИЕ
1. МНОГООБРАЗИЕ КОСМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
2. КОСМОС И НАНОТЕХНОЛОГИИ
3. САМОИЗЛЕЧИВАЮЩИЕСЯ КОСМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
4. «ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ» КОСМИЧЕСКИЕ КОМПОЗИТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. МНОГООБРАЗИЕ КОСМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
При разработке космических средств исследования космического пространства требуются новые материалы, которые должны выдерживать нагрузки космических полетов (высокие температура и давление, вибрационные нагрузки на этапе выведения, низкие температуры космического пространства, глубокий вакуум, радиационное воздействие, микрочастицы и т.д.) и иметь достаточно низкую удельную массу.
Металлы – основные конструкционные материалы для изделий ракетно-космической техники, их масса в массе сухих изделий составляет более 90 %. Поэтому совершенствование тактико-технических характеристик изделий во многом определяется свойствами применяемых сплавов. За последние годы разработано и в дальнейшем получит новое развитие поколение алюминиевых сплавов, легированных литием и скандием. Замена традиционных сплавов новыми позволит снизить массу узлов изделий космических аппаратов на 10...30 % в зависимости от типа конструкции. Технология получения деталей из новых гранулированных сплавов наряду с возможностью повышения рабочих температур до 850 °С обеспечит снижение массы узлов на 10...30 %.
Революционные решения в создании перспективных изделий космической техники XXI в. может обеспечить новый класс конструкционных материалов – интерметаллиды (химические соединения титан-алюминий, никель-алюминий и др.). Эти материалы имеют низкую плотность (3,7...6,0 г/см3) и обладают высокой жаропрочностью (до 1200 °С), высокими характеристиками коррозионной стойкости, жаростойкости и износостойкости.
Интерметаллидные сплавы на основе титана могут работать до температуры +850 °С без защитных покрытий, сплавы на основе никеля - до температуры +1500 °С.
Использование интерметаллидов в двигательных установках (ротор, статор, крыльчатки, клапанная группа, неохлаждаемые сопла и т.п.) позволит повысить удельную тягу двигателей на 25...30 %, обеспечит снижение массы конструкций до 40 %.
Снижение веса является первоочередной задачей проектирования космического летательного аппарата. Многие достижения в области создания тонкостенных оболочек обязаны своим происхождением этому требованию.
Типичными примерами такой конструкции являются жидкостная ракета-носитель «Атлас» и конструкция твердотопливной ракеты. Для «Атласа» была создана специальная монококовая оболочка с наддувом. Ракета с двигателем на твердом топливе получается посредством наматывания на оправку, имеющую форму твердотопливного заряда, стеклянной нити и пропитки намотанного слоя специальной смолой, которая отверждается после вулканизации. При такой технологии получается сразу и несущая оболочка летательного аппарата, и ракетный двигатель с соплом.
Были спроектированы возвращаемые космические аппараты с оболочкой конической формы, которая покрывалась слоем теплозащитного материала, который испаряясь при высоких температурах охлаждает конструкцию. ............
