Hvad er anvendelserne af titanium og titaniumlegeringer i luftfart?
Titanium og dets legeringer anvendes hovedsageligt i luftfartsindustrien til fremstilling af flymotorer og skroge. Generelt set, for fly med et Mach tal mindre end 2, deres motorer bruger en del af titanium og dets legeringer, og skrogene bruger generelt aluminiumslegeringer. For fly med et Mach nummer på 2 øges mængden af titanium, der anvendes i motoren, og en del af skroget har også brug for titanium. For fly med et Mach tal større end 3,5, motorens indgangstemperatur er allerede meget høj, såtitanlegerings kan ikke anvendes, og superlegeringer er påkrævet, men mængden af titanium, der anvendes i skroget, øges betydeligt.
Titanium og dets legeringer har også god lavtemperaturbestandighed. Selv ved en ultralav temperatur på -250 °C har den stadig høj slagstyrke og kan modstå højt tryk og vibrationer. Derfor anvendes titanium og dets legeringer ikke kun til fremstilling af motorhuse og strukturelle komponenter på raketter, missiler og rumfartøjer, men bruges også til fremstilling af højtryksbeholdere, såsom højtryksgasflasker, kryogene flydende brændstoftanke osv.
Titanium legeringer anvendes hovedsageligt til fremstilling af fly og motorer, såsom smedede titanium ventilatorer, kompressorskiver og klinger, motordæksler, udstødningsanordninger og andre dele, samt fly stråle skotter og andre strukturelle rammedele. Rumfartøjer bruger hovedsageligt titanlegeringernes høje specifikke styrke, korrosionsbestandighed og lavtemperaturbestandighed til fremstilling af forskellige trykbeholdere, brændstoftanke, fastgørelseselementer, instrumentstropper, rammer og raketskaller. Kunstige satellitter, månemoduler, bemandede rumfartøjer og rumfærger bruger også titaniumlegeringsplade svejsede dele.
Anvendelsen af titanium i luftfartsindustrien udnytter hovedsageligt sin lave densitet, høj styrke, høj temperaturbestandighed, korrosionsbestandighed og andre egenskaber.
Anvendelsen af titanium i luftfartsindustrien har også opnået formålet med at reducere lanceringsvægt, øge rækkevidde og spare omkostninger, og er et populært materiale i luftfartsindustrien. I raketter, missiler og rumfartsindustrien kan det bruges som trykbeholdere, brændstoftanke, raketmotorhylstre, raketdysehylster, kunstige satellithylstre, bemandede rumfartøjskabiner (hud og strukturelt skelet), landingsstel, månemodul, fremdrivningssystemer osv.
Ti-6Al-4V legeringen anvendes i vid udstrækning som kabinet materiale i første trin raketmotor i USA. Andre legeringer, der bruger denne legering, omfatter: gigantiske cylindriske flydende raketbeholdere; interkontinentale ballistiske missiler, "Minuteman" missiler og andre sfæriske og elliptiske motorhylstre mv På den anden side, da Ti-6Al-4VELI og Ti-5Al-2.5SneLI legeringer har lavt interstitielle elementer, især lavt iltindhold, og kan bruges ved ultra-lave temperaturer, bruges disse legeringer som flydende hydrogenbeholdere til raketter og missiler, lukkede kabiner til Mercury og Gemini rumskibet, og de vigtigste strukturelle dele af Apollo rumskibet, der med succes landede på månen.
Ud over industriel ren titan, Ti-6Al-4V, Ti-5Al-2.5Sn, Ti-6Al-4VELI og Ti-5Al-2.5SneLI, titan og titanlegeringer, der anvendes i luftfartsindustrien, omfatter også Ti-7Al-4Mo, Ti-3Al-2.5V, Ti-13V-1Cr-Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al og Ti / B-Al kompositmaterialer.
Rumfærgen er verdens første bemandede rumfartøj, der kan bruges gentagne gange. Den begyndte at blive udviklet i 1972, og dens første flyvning lykkedes i 1981. Rumfartøjet består af et lille vinget fly, en 47m lang ekstern brændstofbeholder og to fast brændstofraket boostere på i alt 500t.
Rumfartøjet er 37m langt og vejer omkring 68t, hvilket er omtrent samme størrelse som jettransporten DC-9. Det er det største bemandede rumskib til dato. Dens lastrum er 18m langt og 5m i diameter, og kan transportere 29,5 t gods til Jordens kredsløb.
Rumfærgen kan affyres som en raket og flyve i et kredsløb med en maksimal højde på 1000 km som et rumskib. I mangel af tryk, kan den glide og lande som et fly. Denne rumfærge er hovedsagelig et rumtransportskib, så et af parametrene til at bedømme dens nyttelast er den nyttelast, der transporteres mellem Jorden og Jorden kredsløb.For at maksimere denne nyttelast, titaniumlegering er blevet et vigtigt materiale til rummotorkomponenter.
Et rumfartøjs designlevetid er 100 flyvninger, hvor hver flyvning forbliver i rummet i 7 til 30 dage. Rumfartøjet er bemandet, så det er designet til at tilpasse sig det ydre rum miljø (vakuum, ekstreme temperaturforskelle i kredsløb, varme, når de vender tilbage til atmosfæren osv.) og blive brugt gentagne gange.
