प्रक्षेपण यानों में उच्च-स्तरीय एल्यूमीनियम मिश्र धातु सामग्री का अनुप्रयोग

रॉकेट ईंधन टैंक के लिए एल्यूमीनियम मिश्र धातु

संरचनात्मक सामग्री रॉकेट बॉडी संरचना डिजाइन, विनिर्माण और प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी, सामग्री तैयारी प्रौद्योगिकी और अर्थव्यवस्था जैसे मुद्दों की एक श्रृंखला से निकटता से संबंधित हैं, और रॉकेट की टेक-ऑफ गुणवत्ता और पेलोड क्षमता निर्धारित करने की कुंजी हैं। सामग्री प्रणाली की विकास प्रक्रिया के अनुसार, रॉकेट ईंधन टैंक सामग्री की विकास प्रक्रिया को चार पीढ़ियों में विभाजित किया जा सकता है। पहली पीढ़ी 5-श्रृंखला एल्यूमीनियम मिश्र धातु है, यानी अल-एमजी मिश्र धातु। प्रतिनिधि मिश्र धातुएँ 5A06 और 5A03 मिश्र धातुएँ हैं। इनका उपयोग 1950 के दशक के अंत में पी-2 रॉकेट ईंधन टैंक संरचनाओं के निर्माण के लिए किया गया था और आज भी उपयोग किया जाता है। 5A06 मिश्र धातु जिसमें 5.8% Mg से 6.8% Mg है, 5A03 एक Al-Mg-Mn-Si मिश्र धातु है। दूसरी पीढ़ी अल-क्यू-आधारित 2-श्रृंखला मिश्र धातु है। चीन के लॉन्च वाहनों की लॉन्ग मार्च श्रृंखला के भंडारण टैंक 2A14 मिश्र धातुओं से बने हैं, जो अल-Cu-Mg-Mn-Si मिश्र धातु हैं। 1970 के दशक से वर्तमान तक, चीन ने 2219 मिश्र धातु विनिर्माण भंडारण टैंक का उपयोग करना शुरू किया, जो एक अल-Cu-Mn-V-Zr-Ti मिश्र धातु है, जिसका व्यापक रूप से विभिन्न लॉन्च वाहन भंडारण टैंकों के निर्माण में उपयोग किया जाता है। साथ ही, यह हथियार लॉन्च कम तापमान वाले ईंधन टैंक की संरचना में भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जो उत्कृष्ट कम तापमान प्रदर्शन और व्यापक प्रदर्शन के साथ एक मिश्र धातु है।

केबिन संरचना के लिए एल्यूमीनियम मिश्र धातु

1960 के दशक में चीन में लॉन्च वाहनों के विकास के बाद से अब तक, लॉन्च वाहनों की केबिन संरचना के लिए एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं का प्रभुत्व पहली पीढ़ी और दूसरी पीढ़ी के मिश्र धातुओं द्वारा 2A12 और 7A09 द्वारा दर्शाया गया है, जबकि विदेशी देशों ने चौथी पीढ़ी में प्रवेश किया है। केबिन संरचनात्मक एल्यूमीनियम मिश्र धातु (7055 मिश्र धातु और 7085 मिश्र धातु), उनका उच्च शक्ति गुणों, कम शमन संवेदनशीलता और पायदान संवेदनशीलता के कारण व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। 7055 एक Al-Zn-Mg-Cu-Zr मिश्र धातु है, और 7085 भी एक Al-Zn-Mg-Cu-Zr मिश्र धातु है, लेकिन इसकी अशुद्धता Fe और Si सामग्री बहुत कम है, और Zn सामग्री 7.0% पर उच्च है ~8.0%. 2ए97, 1460 आदि द्वारा प्रस्तुत तीसरी पीढ़ी के अल-ली मिश्र धातुओं को उनकी उच्च शक्ति, उच्च मापांक और उच्च बढ़ाव के कारण विदेशी एयरोस्पेस उद्योगों में लागू किया गया है।

कण-प्रबलित एल्यूमीनियम मैट्रिक्स कंपोजिट में उच्च मापांक और उच्च शक्ति के फायदे हैं, और इसका उपयोग सेमी-मोनोकोक केबिन स्ट्रिंगर्स के निर्माण के लिए 7A09 मिश्र धातुओं को बदलने के लिए किया जा सकता है। धातु अनुसंधान संस्थान, चीनी विज्ञान अकादमी, हार्बिन इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी, शंघाई जियाओतोंग विश्वविद्यालय आदि ने उल्लेखनीय उपलब्धियों के साथ कण-प्रबलित एल्यूमीनियम मैट्रिक्स कंपोजिट के अनुसंधान और तैयारी में बहुत काम किया है।

अल-ली मिश्र धातु का उपयोग विदेशी एयरोस्पेस में किया जाता है

विदेशी एयरोस्पेस वाहनों पर सबसे सफल अनुप्रयोग कॉन्स्टेलियम और क्यूबेक आरडीसी द्वारा विकसित वेल्डेलाइट अल-ली मिश्र धातु है, जिसमें 2195, 2196, 2098, 2198 और 2050 मिश्र धातु शामिल हैं। 2195 मिश्र धातु: Al-4.0Cu-1.0Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, जो रॉकेट लॉन्च के लिए कम तापमान वाले ईंधन भंडारण टैंक के निर्माण के लिए सफलतापूर्वक व्यावसायीकरण किया जाने वाला पहला अल-ली मिश्र धातु है। 2196 मिश्र धातु: Al-2.8Cu-1.6Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, कम घनत्व, उच्च शक्ति, उच्च फ्रैक्चर कठोरता, मूल रूप से हबल सौर पैनल फ्रेम प्रोफाइल के लिए विकसित किया गया था, अब ज्यादातर विमान प्रोफाइल को बाहर निकालने के लिए उपयोग किया जाता है। 2098 मिश्र धातु: Al-3.5 Cu-1.1Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, मूल रूप से HSCT धड़ के निर्माण के लिए विकसित किया गया था, इसकी उच्च थकान शक्ति के कारण, अब इसका उपयोग F16 लड़ाकू धड़ और अंतरिक्ष यान फाल्कन लॉन्च ईंधन टैंक में किया जाता है . 2198 मिश्र धातु: Al-3.2Cu-0.9Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, वाणिज्यिक विमान शीट को रोल करने के लिए उपयोग किया जाता है। 2050 मिश्र धातु: Al-3.5Cu-1.0Li-0.4Mg- 0.4Ag-0.4Mn-0.1Zr, वाणिज्यिक विमान संरचनाओं या रॉकेट लॉन्चिंग घटकों के निर्माण के लिए 7050-T7451 मिश्र धातु मोटी प्लेटों को बदलने के लिए मोटी प्लेटों का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जाता है। 2195 मिश्र धातु की तुलना में, शमन संवेदनशीलता को कम करने और मोटी प्लेट के उच्च यांत्रिक गुणों को बनाए रखने के लिए 2050 मिश्र धातु की Cu+Mn सामग्री अपेक्षाकृत कम है, विशिष्ट शक्ति 4% अधिक है, विशिष्ट मापांक 9% अधिक है, और फ्रैक्चर कठोरता उच्च तनाव संक्षारण क्रैकिंग प्रतिरोध और उच्च थकान दरार वृद्धि प्रतिरोध, साथ ही उच्च तापमान स्थिरता के साथ बढ़ जाती है।

रॉकेट संरचनाओं में प्रयुक्त फोर्जिंग रिंगों पर चीन का अनुसंधान

चीन का प्रक्षेपण यान विनिर्माण आधार तियानजिन आर्थिक और तकनीकी विकास क्षेत्र में स्थित है। यह एक रॉकेट अनुसंधान और उत्पादन क्षेत्र, एक एयरोस्पेस प्रौद्योगिकी अनुप्रयोग उद्योग क्षेत्र और एक सहायक सहायक क्षेत्र से बना है। यह रॉकेट पार्ट्स उत्पादन, घटक असेंबली, अंतिम असेंबली परीक्षण को एकीकृत करता है।

रॉकेट प्रणोदक भंडारण टैंक 2 मीटर से 5 मीटर की लंबाई वाले सिलेंडरों को जोड़कर बनाया जाता है। भंडारण टैंक एल्यूमीनियम मिश्र धातु से बने होते हैं, इसलिए उन्हें एल्यूमीनियम मिश्र धातु फोर्जिंग रिंगों से जोड़ने और मजबूत करने की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, कनेक्टर्स, ट्रांज़िशन रिंग्स, ट्रांज़िशन फ़्रेम और अंतरिक्ष यान के अन्य हिस्सों जैसे लॉन्च वाहनों और अंतरिक्ष स्टेशनों को भी कनेक्टिंग फोर्जिंग रिंगों का उपयोग करने की आवश्यकता होती है, इसलिए फोर्जिंग रिंग्स कनेक्टिंग और संरचनात्मक भागों का एक बहुत ही महत्वपूर्ण प्रकार हैं। साउथवेस्ट एल्युमीनियम (ग्रुप) कंपनी लिमिटेड, नॉर्थईस्ट लाइट अलॉय कंपनी लिमिटेड और नॉर्थवेस्ट एल्युमीनियम कंपनी लिमिटेड ने फोर्जिंग रिंग्स के अनुसंधान और विकास, विनिर्माण और प्रसंस्करण में बहुत काम किया है।

2007 में, साउथवेस्ट एल्युमीनियम ने बड़े पैमाने पर कास्टिंग, फोर्जिंग बिलेट ओपनिंग, रिंग रोलिंग और कोल्ड विरूपण जैसी तकनीकी कठिनाइयों पर काबू पाया और 5 मीटर के व्यास के साथ एक एल्यूमीनियम मिश्र धातु फोर्जिंग रिंग विकसित की। मूल कोर फोर्जिंग तकनीक ने घरेलू अंतर को भर दिया और इसे लॉन्ग मार्च-5बी पर सफलतापूर्वक लागू किया गया। 2015 में, साउथवेस्ट एल्युमीनियम ने 9 मीटर व्यास वाली पहली सुपर-बड़ी एल्यूमीनियम मिश्र धातु समग्र फोर्जिंग रिंग विकसित की, जिसने विश्व रिकॉर्ड बनाया। 2016 में, साउथवेस्ट एल्युमीनियम ने रोलिंग फॉर्मिंग और हीट ट्रीटमेंट जैसी कई प्रमुख कोर प्रौद्योगिकियों पर सफलतापूर्वक विजय प्राप्त की, और 10 मीटर के व्यास के साथ एक सुपर-बड़ी एल्यूमीनियम मिश्र धातु फोर्जिंग रिंग विकसित की, जिसने एक नया विश्व रिकॉर्ड बनाया और एक प्रमुख प्रमुख तकनीकी समस्या का समाधान किया। चीन के हेवी-ड्यूटी लॉन्च वाहन के विकास के लिए।

MAT एल्यूमिनियम से मे जियांग द्वारा संपादित