Ti-6Al-4V alloy is widely used as the shell material of the first-stage rocket engine in the United States. The alloy is also used in: giant cylindrical liquid rocket containers; multiple spherical and oval engine casings for intercontinental ballistic missiles and "Minuteman" missiles, etc. On the other hand, because Ti-6Al-4VELI and Ti-5Al-2.5SnELI alloys have a low content of interstitial elements, especially oxygen, and can be used at ultra-low temperatures, these alloys are used as liquid hydrogen containers for rockets and missiles, and for "Mercury" spacecraft And the airtight module of the "Gemini" spacecraft, and the main structural parts of the "Apollo" spacecraft that successfully landed on the moon.
Εκτός από τη χρήση βιομηχανικού καθαρού τιτανίου, Ti-6Al-4V, Ti-5Al-2.5Sn, Ti-6Al{{6} }VELI και Ti-5Al-2.5SnELI σε τιτάνιο και κράματα τιτανίου που χρησιμοποιούνται στην αεροδιαστημική βιομηχανία, υπάρχει επίσης Ti-7Al-4Mo, Ti{12 }}Al-2.5V, Ti-13V-1Cr-Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al και σύνθετα υλικά Ti/B-Al.
Το διαστημικό λεωφορείο είναι το παλαιότερο επανδρωμένο διαστημόπλοιο στον κόσμο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί επανειλημμένα. Η ανάπτυξη ξεκίνησε το 1972 και η πρώτη πτήση ήταν επιτυχής το 1981. Το διαστημόπλοιο αποτελείται από ένα αεροσκάφος με μικρά φτερά, ένα εξωτερικό δοχείο καυσίμου μήκους 47 μέτρων και 2 ενισχυτές πυραύλων στερεού καυσίμου συνολικού βάρους 500 τόνων.
Το τροχιακό διαστημόπλοιο έχει μήκος 37 μέτρα και ζυγίζει περίπου 68 τόνους. Αυτό το μέγεθος είναι περίπου το ίδιο με το αεροσκάφος μεταφοράς jet DC-9. Είναι το μεγαλύτερο επανδρωμένο διαστημόπλοιο μέχρι στιγμής. Ο χώρος αποσκευών του έχει μήκος 18 μέτρα και διάμετρο 5 μέτρα και μπορεί να μεταφέρει 29,5 τόνους φορτίου στην τροχιά της Γης.
Το διαστημικό λεωφορείο μπορεί να εκτοξευτεί σαν πύραυλος και σαν διαστημόπλοιο, μπορεί να πετάξει σε τροχιά με μέγιστο ύψος 1000 χλμ και μπορεί να γλιστρήσει και να προσγειωθεί σαν αεροπλάνο χωρίς ώθηση. Αυτό το διαστημικό λεωφορείο είναι ουσιαστικά ένα διαστημικό μεταφορικό πλοίο, επομένως μία από τις παραμέτρους για να κριθεί η χρησιμότητά του είναι η ποσότητα του ωφέλιμου φορτίου που μεταφέρεται μεταξύ της γης και της τροχιάς της γης. Για να μεγιστοποιηθεί αυτό το ωφέλιμο φορτίο, τα κράματα τιτανίου είναι ένα σημαντικό υλικό για τα εξαρτήματα των κινητήρων της αεροδιαστημικής.
Η διάρκεια σχεδιασμού του διαστημόπλοιου σε τροχιά είναι 100 πτήσεις και κάθε πτήση παραμένει στο διάστημα για 7 έως 30 ημέρες. Το διαστημόπλοιο είναι επανδρωμένο, επομένως είναι σχεδιασμένο να προσαρμόζεται στο διαστημικό περιβάλλον (κενό, ακραία διαφορά θερμοκρασίας στην τροχιά, θερμότητα κατά την επανεισαγωγή στην ατμόσφαιρα κ.λπ.) και χρησιμοποιείται επανειλημμένα.
1. Δοχείο υψηλής πίεσης
Τα κράματα τιτανίου χρησιμοποιούνται σε πολλά μέρη επειδή μπορούν να μειώσουν το συνολικό βάρος των διαστημικών οχημάτων που βρίσκονται σε τροχιά. Το κύριο μέρος χρήσης του τιτανίου είναι το δοχείο υψηλής πίεσης γεμάτο με τα απαραίτητα καύσιμα και αέριο. Το ελαφρύ δοχείο από κράμα τιτανίου αναπτύχθηκε με επιτυχία στο διαστημόπλοιο Gemini της NASA και στο διαστημόπλοιο Apollo, χρησιμοποιώντας κράμα Ti-6Al-4V. Το σιδερένιο δοχείο πίεσης του διαστημικού σκάφους Apollo χρησιμοποίησε στην πραγματικότητα έναν πρωτοφανή σχεδιασμό με συντελεστή ασφαλείας 1,5, ο οποίος είχε σχεδιαστεί προηγουμένως με συντελεστή ασφαλείας περίπου 4. Προκειμένου να μειωθεί περαιτέρω το βάρος του δοχείου αποθήκευσης υψηλής πίεσης της τροχιάς διαστημικό λεωφορείο, υιοθετείται η μέθοδος προσθήκης ινών λευκού σπουργιτιού στην επιφάνεια του δοχείου τιτανίου με λεπτό τοίχωμα.
Δοχείο πίεσης για αποθήκευση πεπιεσμένου αερίου. Ο δορυφόρος "Prowler" και ο ενισχυτής μοιράζονται 14 δοχεία τιτανίου, μειώνοντας τη μάζα κατά 272 κιλά.
Δοχείο πίεσης για την αποθήκευση υγρών προωθητικών. Περίπου 50 δοχεία πίεσης χρησιμοποιήθηκαν στο διαστημόπλοιο «Apollo», το 85% των οποίων ήταν κατασκευασμένα από τιτάνιο. Κινητήρας μεταβατικού σταδίου Hercules Ⅲ, το βάρος μειώνεται κατά 35 τοις εκατό μετά τη μετάβαση σε μια δεξαμενή προωθητικού από κράμα τιτανίου.
2. Περίβλημα κινητήρα
Θήκη κινητήρα πυραύλων στερεών καυσίμων. Ο πυραυλοκινητήρας δεύτερου σταδίου του διηπειρωτικού πυραύλου "Minuteman" χρησιμοποιεί κράμα Ti64 για να μειώσει το βάρος κατά 30% έως 40%.
Θήκη κινητήρα πυραύλων υγρού καυσίμου. Το κέλυφος πίεσης του θαλάμου καύσης του κινητήρα καθόδου σεληνιακής μονάδας "Apollo" είναι κατασκευασμένο από κράμα Ti64.
3. Διάφορα δομικά μέρη
Υπάρχουν 7 τύποι ποιοτήτων κράματος τιτανίου που χρησιμοποιούνται στο διαστημόπλοιο "Gemini" και χρησιμοποιούνται 570 κιλά εξαρτημάτων τιτανίου, που αντιπροσωπεύουν το 84 τοις εκατό του δομικού βάρους. Τα στηρίγματα, τα εξαρτήματα και οι σύνδεσμοι του διαστημικού σκάφους «Apollo» είναι όλα κατασκευασμένα από τιτάνιο, χρησιμοποιώντας συνολικά τιτάνιο 68 τόνων.
4. Υδραυλικές σωληνώσεις
Οι σωληνώσεις πίεσης λαδιού του διαστημικού λεωφορείου χρησιμοποιούν σωλήνες χωρίς ραφή από κράμα Ti-3Al-2.5V. Λόγω της χρήσης αυτού του κράματος, το βάρος μπορεί να μειωθεί περισσότερο από 40 τοις εκατό. Για να μειωθεί η ευαισθησία στο κάταγμα λόγω κόπωσης και να βελτιωθεί η πραγματική διάρκεια ζωής του συστήματος, διάφορα Η συναρμολόγηση σωλήνων χρησιμοποιεί αυτόματη διαμόρφωση.
