19 жовтня 2021 року о 11:30 у місті Сіань було успішно випробувано розроблений Китаєм монолітний твердопаливний ракетний двигун, що має найбільшу у світі тягову силу, найвище співвідношення імпульсу до маси та технічно зручне застосування, що свідчить про те, що Китай суттєво досягнув своєї вантажопідйомності. Модернізація має велике значення для сприяння розвитку технологій великих і важких ракет-носіїв у майбутньому.
Успішний розвиток твердопаливних ракетних двигунів не лише втілює наполегливу працю та мудрість незліченних вчених, але й не може обійтися без внеску багатьох хімічних матеріалів, таких як продукти з вольфраму та молібдену.
Твердопаливний ракетний двигун — це хімічний ракетний двигун, який використовує тверде паливо. Він складається в основному з оболонки, гранули, камери згоряння, соплового вузла та пристрою запалювання. Під час згоряння палива камера згоряння повинна витримувати високу температуру близько 3200 градусів і високий тиск близько 2×10^7 бар. Оскільки це один з компонентів космічного корабля, необхідно використовувати легші високоміцні жароміцні леговані матеріали, такі як сплави на основі молібдену або титану.
Сплав на основі молібдену – це кольоровий сплав, утворений шляхом додавання інших елементів, таких як титан, цирконій, гафній, вольфрам та рідкісноземельні елементи, з молібденом як матрицею. Він має чудову стійкість до високих температур, високий тиск та корозійну стійкість, а також легше обробляється, ніж вольфрам. Він менший за вагу, тому більше підходить для використання в камері згоряння. Однак стійкість до високих температур та інші властивості сплавів на основі молібдену зазвичай не такі хороші, як у сплавів на основі вольфраму. Тому деякі деталі ракетного двигуна, такі як вкладиші горловини та трубки запалювання, все ще потребують виготовлення з вольфрамових сплавів.
Футеровка горловини – це матеріал футеровки горловини сопла твердопаливного ракетного двигуна. Через суворі робочі умови він також повинен мати властивості, подібні до матеріалу паливної камери та матеріалу трубки запалювання. Зазвичай він виготовляється з композитного матеріалу вольфрам-мідь. Вольфрам-мідь – це металевий матеріал, що спонтанне охолодження внаслідок потовиділення, який може ефективно запобігти об'ємній деформації та зміні продуктивності за високих температур. Принцип охолодження внаслідок потовиділення полягає в тому, що мідь у сплаві розріджується та випаровується за високої температури, що потім поглинає багато тепла та знижує температуру поверхні матеріалу.
Запальна трубка є однією з важливих частин пристрою запалювання двигуна. Зазвичай вона встановлюється в дульній частині вогнемета, але повинна йти глибоко в камеру згоряння. Тому її складові матеріали повинні мати відмінну стійкість до високих температур та абляційну стійкість. Сплави на основі вольфраму мають чудові властивості, такі як висока температура плавлення, висока міцність, ударостійкість та низький коефіцієнт об'ємного розширення, що робить їх одними з найкращих матеріалів для виготовлення запальних трубок.
Видно, що вольфрамова та молібденова промисловість сприяла успіху випробувань твердопаливного ракетного двигуна! За даними Chinatungsten Online, двигун для цього випробування був розроблений Четвертим дослідницьким інститутом Китайської корпорації аерокосмічної науки і технологій. Він має діаметр 3,5 метра та тягу 500 тонн. Завдяки низці передових технологій, таких як сопла, загальна продуктивність двигуна досягла провідного світового рівня.
Варто зазначити, що цього року Китай здійснив два запуски пілотованих космічних кораблів. Зокрема, 17 червня 2021 року о 9:22 відбувся запуск ракети-носія Long March 2F з пілотованим космічним кораблем Shenzhou 12. Не Хайшен, Лю Бомін та Лю Бомін були успішно запущені. Тан Хунбо відправив у космос трьох астронавтів; 16 жовтня 2021 року о 0:23 відбувся запуск ракети-носія Long March 2 F Yao 13 з пілотованим космічним кораблем Shenzhou 13, яка успішно доставила в космос Чжай Чжигана, Ван Япіна та Є Гуанфу. Відправлено в космос.
Час публікації: 19 грудня 2021 р.