Miksi titaaniseoksen lisäaineiden valmistusta käytetään rakettien{0}}laakerirakenteissa?

Kun uudelleenkäytettävä raketti osuu alas, sen rakenteiden on kestettävä sadan tonnin isku. Kantavien komponenttien lujuus, sitkeys ja kevyt rakenne ovat avain onnistuneeseen raketin palautumiseen. Perinteisten valmistusprosessien rajojen rikkominen,titaaniseoksestalisäainevalmistus hyödyntää integroitua muotoilua ja erittäin lujaa kevytpainoa tukemaan ilmailu- ja avaruuslaitteistoja sadan tonnin kuormituksen alaisena, mikä vauhdittaa Kiinan kaupallisten ilmailu- ja uuden sukupolven kantorakettien kehitystä.

 

 

 

1. Ilmailu-avaruuskomponenttien ydinongelma

Kantavien rakenteiden on kestettävä massiivisia iskuja pitäen samalla omapaino alhaisena. Jokainen rakenteellinen painokilo heikentää raketin hyötykuormakapasiteettia.

 

2. Perinteisten kokoonpanoprosessien haitat

Suuret kantavat osat valmistetaan takomalla halkaistuja segmenttejä ja sen jälkeen hitsaamalla. Hitsisaumat ja liitokset aiheuttavat jännityskeskittymiä, mikä voi aiheuttaa väsymishalkeamia toistuvissa sadan tonnin iskuissa ja haitata raketin uudelleenkäytettävyyttä.

 

3. Teräsratkaisun rajoitukset

Erittäin luja teräs tarjoaa riittävän lujuuden, mutta lisää huomattavan komponenttien painoa, heikentää raketin kantokykyä eikä sovi yhteen korkean kantavuuden ja keveyden vaatimuksiin.

 

4. Perinteisen titaaniseoksen käsittelyn kipukohdat

Titaaniseoksella on korkea ominaislujuus, lämmönkestävyys ja korroosionkestävyys, mikä tekee siitä ihanteellisen ilmailumateriaalin. Siitä huolimatta takominen ja leikkaaminen tuo mukanaan raskasta materiaalihukkaa, vaikeuttaa monimutkaisten rakenteiden muodostamista ja johtaa pitkiin läpimenoaikaan. Sen aineellisia etuja ei voida täysin hyödyntää vastaamaan uuden sukupolven ilmailulaitteiden T&K-vaatimuksiin.

 

 

1. Tekninen periaate

Additiivinen valmistus (metallin 3D-tulostus) päästää eroon perinteisten muottien ja koneistuksen asettamista rajoituksista ja tarjoaa vaihtoehdon titaaniseoksesta ilmailu-avaruuskomponenteille. Se toteuttaa integroidun muovauksen kerros kerrokselta sulatuksen ja materiaalin kerrostuksen avulla.

 

2.Kevyt edut

Se mahdollistaa topologiaan optimoidun suunnittelun, jossa materiaalit sijoitetaan vain kriittisiin jännitystä kantaviin paikkoihin, mikä maksimoi painonpudotuksen ja säilyttää kantavuuden.

 

3. Parannettu väsymystä ehkäisevä suorituskyky

Integroitu muovaus eliminoi jännitykseen alttiit heikot kohdat, kuten hitsisaumat ja kokoonpanoliitokset, mikä korjaa väsymishäiriöt sadan tonnin tason vaihtelevissa kuormissa.

 

4. Korkeampi tehokkuus ja materiaalien käyttö

Se saavuttaa korkean materiaalin käytön ja lyhyemmät kehityssyklit, mahdollistaa ilmailu- ja avaruusmallien iteroinnin ja rakenteellisen optimoinnin ja tarjoaa kattavia parannuksia materiaaleihin, prosesseihin, suorituskykyyn ja tehokkuuteen.

 

 

1. Test skenaario

Zhuque-3:n ensimmäisen vaiheen tehostimen maalla tapahtuva pystysuora palautuminen toimii todellisena testinä titaaniseoksen lisäainevalmistustekniikalle. Rakettien laskujalkojen nivelten on kestettävä välitön sadan tonnin isku kovemmissa työoloissa kuin siviililentokoneiden laskutelineet.

 

2. Tekninen sovellus

Ensisijaisten ja aputasojen jalkojen ydinliitokset on muodostettu kiinteästi titaaniseoksesta valmistettujen lisäaineiden valmistuksen avulla. Perinteisiin teräsrakenteisiin verrattuna yksittäiset komponentit vähentävät painoa 20–30 %. Neljän laskeutumisjalkasarjan kokonaispaino pidetään alle neljässä tonnissa, mikä tyydyttää toistuvan raketin uudelleenkäytön väsymisindikaattorit.

 

3. Käytännön saavutukset

Laskeutumisjalat asetettu ja lukittu kunnolla. Titaaniseoksesta lisäainevalmisteiset liitokset selvisivät sadan tonnin korkeista laskutörmäyksistä ja varmistivat vakaan tehostimen kosketuksen. Tämä tuki Kiinan onnistunutta ensimmäistä maalla sijaitsevaa kiertoradalle sopivan kantoraketin pystysuoraa palautusta ja tekniikan todellista validointia sadan tonnin kuormituksen alla.

 

 

1. Laajennetut sovellukset uudelleenkäytettävien rakettien ulkopuolelle

Titaaniseoksen lisäaineiden valmistus on kypsänä käytössä useissa keskeisissä kotimaisissa ilmailu- ja avaruusohjelmissa. Long March-5B -raketin ydinvaiheen sidontatukikannatin, joka on ensisijainen kantava komponentti, johon kohdistuu yli 200 tonnin työntövoima, käyttää kiinteästi muotoiltuja titaaniseoslisäaineita. Se vähentää painoa 200 kilolla ja on suorituskykyä parempi kuin tavanomaiset takeet. Sen ensilennon tarkastus merkitsee suurta teknistä harppausta suurille ensisijaisille kantaville komponenteille.

 

2. Laaja käyttöönotto erilaisille ydinkomponenteille

Teknologiaa sovelletaan nyt erittäin tarkkoihin, suuren kuormituksen ja suurikokoisiin osiin, mukaan lukien monimutkaiset moottorin virtauskanavat, satelliittitukikehykset ja säiliön siirtymäosat. Avaruusympäristöissä, joissa esiintyy äärimmäisiä lämpötilavaihteluita, tärinää ja raskaita kuormia, kiinteästi muotoillut komponentit varmistavat jatkuvan voimansiirron sekä huomattavasti paremman rakenteellisen vakauden ja väsymisenesto-ominaisuudet, mikä varmistaa ilmailulaitteiden luotettavan toiminnan.

 

 

1.Nykyinen tila

Onnistunut validointi sadan tonnin kuormituksessa edustaa teknologian siirtymistä laboratoriotutkimuksesta käytännön suunnitteluun. Silti teknisiä pullonkauloja on edelleen korkeataajuisten laukaisujen, massatuotannon ja useiden uudelleenkäyttöjen vaatimusten täyttämiseksi.

 

2. Tärkeimmät haasteet

Ensisijaisia ​​tavoitteita ovat lämpöjännityksen aiheuttamien muodonmuutosten hallinta suurikokoisissa komponenteissa, sisäisten vikojen poistaminen, tasaisen suorituskyvyn takaaminen eri tuotantoerien välillä ja erittäin tarkkojen rikkomattomien testaustekniikoiden kehittäminen.

 

3.Kehitysnäkymät

Teollisuusketjut jatkavat tulostusparametrien ja lämpökäsittelyn työnkulkujen optimointia, perustavat täyden prosessin laadunvalvontajärjestelmiä ja ohjaavat teknologiaa pienten erien koetuotannosta kohti standardoitua ja massatuotantoa tukeakseen teollisen mittakaavan ilmailualan kehitystä.

 

 

Ruihang, suora titaanituotteiden valmistaja, toimittaa optimaalisia titaani- ja titaaniseoslevyjä/levyjä, tankoja, putkia, renkaita, taontaosia ja -profiileja. Laatu vastaa AMS-, ASTM-, MIL-, ISO-, GB-, GJB-standardia.

Olemme erikoistuneet titaanituotteisiin ilmailuteollisuudessa. Saat lisätietoja ottamalla meihin yhteyttä sähköpostitse:Sam.Rui@bjrh-titanium.com