Встретились недавно группировщики и стали изучать, из каких материалов делают ракеты. Ассоциаты узнали, что ракета должна выдерживать сильные нагрузки во время запуска и быть как можно более легкой. Для мэйнфрейма в большинстве ракет используется алюминий или титан аэрокосмического класса, поскольку оба металла очень прочные, но легкие. Будущие конструкции ракет даже рассматривают возможность использования углеродных композитных конструкций (What material should I use for rockets? - Quora).
Диджей поставил в YouTube фильм "Как делают ракеты. "Вместе с наукой" с Антоном Войцеховским".
Ассоциаты узнали из Интернет-ресурсов, что применяются сплавы из алюминия Первым таким сплавом был сделан дуралюмин, созданный в 1909 году. Это сплав из алюминия, меди и марганца, что улучшает в итоге прочность и жесткость материала. Только минус в этом сплаве оказался неожиданным и неприятным - его нельзя варить, а значит соединения из данного сплава можно только штамповать.
Так, как же используется сплав из алюминия в ракетах? В связи как раз с этим минусом с соединением, то под высоким давлением конструкция не сможет быть герметичной (заклепки - это узкое место). Именно поэтому сплав из алюминия принято использовать на "сухие" отсеки.
В конце двадцатого века появился новый вид сплава алюминия с литием. Литий добавлял легкости материалу. Из такого сплава был сделаны баллоны для водорода на ракете "Энергия" и этот же сплав для баллонов используют "Шаттлы".
Также применяются железо и сталь. Ну здесь, конечно же, мы будем рассматривать железо с точки зрения разнообразных высокопрочных нержавеющих сталей. Сталь во многом выигрывает у алюминия, например, сталь жестче и гораздо лучше переносит вибрацию и нагрев, кстати сталь и дешевле во многих случаях.
А вот тут давайте-ка будем вдаваться в цифры, да простят меня читатели, которым цифры не интересны. А мне вот, очень! Толщина стенок двигательного отсека у первой американской межконтинентальной ракете Atlas была из тонкостенной нержавеющей стали составляла 1,27 миллиметра в самой большой толщине, а у самого верха использовалась толщина 0,254 миллиметра.
Дальше интереснее, водородный разгонный блок Centaur уже был сделан со средней толщиной в 0,127 миллиметров. Такие тонкие стенки способны держать форму только за счет внутреннего давления. Но если вы приглядитесь, то увидите, что столь тонкая стенка может смяться даже под собственным весом.
Именно поэтому производство таких отсеков это крайне нелегкая задача для конструкторов и инженеров. Ведь мало того, что нужно произвести тончайший материал, его ещё как-то нужно хранить и как-то доставить до места сборки ракеты.
Также используется медь. У меди есть существенный недостаток, который усложняет жизнь технологам. Дело в том, что чистая медь крайне вязкое вещество и ее очень тяжело резать, именно поэтому бывает чистую медь заменяют хромистой бронзой (0,8% хрома).
Есть ещё нюанс, который нельзя упустить. В космосе используются двигатели малой тяги, поэтому применяется ещё и окислитель - азотная кислота или четырехокись азота, в таких случаях медь покрывают ещё и стенкой хрома с той стороны, где подается кислота.
Так, в космической отрасли используются ещё ряд металлов, думаю, что их и больше, но это основные:
Серебро - пайка серебряными припоями в вакуумной печи или в инертном газе в соединении частей камеры сгорания ракетных двигателей.
Бериллий - используется в космических аппаратах в качестве конструкционного материала из-за способности замедлять и отражать нейтроны в реакторах.
Титановые сплавы - используются для производства газовых баллонов высокого давления, в особенности для гелия.
Про титановые сплавы хочется сказать, что они только начинают заходить в космическую отрасль. Данный сплав обладает необходимыми свойствами для космической отрасли, такими как легкость, прочность и тугоплавкость.
Группировщики-ассоциаты продолжают изучать Интернет-ресурсы, посвященные ракетам.