当今航空器或航天器中有哪些材料,占比多少
轨道器:轨道器是航天飞机的核心部分,是整个航天飞机系统中唯一可载人、可重复使用的部分。 (2)固体助推器:固体助推器的作用是助推,用于补充主发动机推力的不足。以供再用。 (3)外贮箱:航天飞机的主发动机是液体火箭发动机,推进剂是液体燃料液态氧和液态氢。
年美国莱特兄弟制造出第一架装有活塞式航空发动机的飞机,当时使用的材料有木材(占47%),钢(占35%)和布(占18%),飞机的飞行速度只有16公里/时。1906年德国冶金学家发明了可以时效强化的硬铝,使制造全金属结构的飞机成为可能。
金属材料/,如铝合金的轻盈与成型优势使其常驻飞机骨架;钛合金的高强度与耐高温特性,赋予发动机关键部件坚不可摧;高温合金则在极端环境中守护着航天器的核心。复合材料/,尤其是碳纤维增强塑料(CFRP),因其高强度、低密度和抗腐蚀的特性,成为现代航空器的宠儿,从机体到内部结构都大放异彩。
热保护系统(TPS)的主要构成是贴在航天航空器腹部的黑色隔热瓦。制作隔热瓦的基本材料是普通的沙子,被做成很细的纤维。由于隔热瓦体积的90%是空气,所以它的重量极轻,拿在手上就像拿了一块塑料泡沫似的。隔热瓦的厚度分为25毫米和15厘米两种,最高可耐1260摄氏度的高温。
航天飞机升空时的重量比火箭大许多,所以加速度较小,一般是3G(火箭是4-5G)。概述 航天飞机的构造 航天飞机是一种垂直起飞、水平降落的载人航天器,它以火箭发动机为动力发射到太空,能在轨道上运行,且可以往返于地球表面和近地轨道之间,可部分重复使用的航天器。
镁合金:镁合金是航空器、航天器和火箭导弹制造工业中使用的最轻金属结构材料。镁的重量比铝轻,比重为8,强度也较低,只有200~300兆帕(20~30公斤/毫米2),主要用于制造低承力的零件。镁合金在潮湿空气中容易氧化和腐蚀,因此零件使用前,表面需要经过化学处理或涂漆。
在航天航空装备中主要使用哪几种类型的金属材料
1、由于钛强度大,重量较轻,抗腐蚀,既耐低温又耐高温,因而成了制造火箭、人造卫星、航天飞机、宇宙飞船理想的“空间金属”材料。钛在地壳中的含量为0.64%,仅次于铝、铁、镁,而占第4位,比铜、铅、锌、锡等常用的有色金属元素含量的总和还要多好几倍。在已勘探的800种矿石中含钛的就有784种。
2、铝合金大型挤压型材:随着科学技术的进步,铝合金型材正向着大型化、整体化、薄壁扁宽化、尺寸高精化、形状复杂化方向发展,应用范围已由民用型材料推广到航天航空用型材。铝锂合金:这个是近十几年来航空金属材料中发展最为迅速的一个领域。锂是世界上最轻的金属。
3、航天航空用的铝合金主要分为四大类:大型挤压型材、铝锂合金、厚板和铸件。 大型铝合金挤压型材向着大型化、整体化、薄壁扁宽化、尺寸高精化和形状复杂化发展。 铝锂合金是近年来航空金属材料中发展最快的领域,它降低了合金的比重,增加了刚度,同时保持了较高的强度和抗腐蚀性。
4、钨:钨的高熔点、高密度和良好的耐腐蚀性使其成为制造导弹、火箭发动机喷嘴和坦克装甲等军事材料的重要组成部分。铌:铌是一种耐高温、抗腐蚀的金属,用于制造航空航天发动机喷嘴、导弹结构和核反应堆中的燃料棒。
航空航天材料的简况
1、镁合金:镁合金是航空器、航天器和火箭导弹制造工业中使用的最轻金属结构材料。镁的重量比铝轻,比重为8,强度也较低,只有200~300兆帕(20~30公斤/毫米2),主要用于制造低承力的零件。镁合金在潮湿空气中容易氧化和腐蚀,因此零件使用前,表面需要经过化学处理或涂漆。
2、航空上用的复合材料主要有碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维等高性能纤维为增强材料的复合材料。由于复合材料热稳定性好,比强度、比刚度高,可用于制造飞机机翼和前机身、卫星天线及其支撑结构、太阳能电池翼和外壳、大型运载火箭的 壳体、发动机壳体、航天飞机结构件等。
3、航空航天材料是指飞行器及其动力装置、附件、仪表所用的各类材料,是航空航天工程技术发展的决定性因素之一。也是航空航天材料科学是材料科学中富有开拓性的一个分支。
4、航天航空常用的金属材料大多是合金,合金是以某一金属元素为基,添加一种以上金属元素或非金属元素(视性能要求而定),经冶炼、加工而成的材料。比如,碳素钢、低合金钢和合金钢、高温合金、钛合金、铝合金、镁合金等。纯金属很少直接应用,因此金属材料绝大多数是以合金的形式出现。