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航空工业用来制造运载火箭和卫星的材料和零部件可不可以大量储备?

作者:Anita 发布时间: 2022-07-02 11:32:00

简介:】虽然说发展运载火箭对于一个国家的军事和经济发展有很大的影响,而且火箭和导弹之间的渊源又那么深厚,但是运载火箭毕竟不是洲际导弹,所以在很多应用领域和局域限制上反而更放得

虽然说发展运载火箭对于一个国家的军事和经济发展有很大的影响,而且火箭和导弹之间的渊源又那么深厚,但是运载火箭毕竟不是洲际导弹,所以在很多应用领域和局域限制上反而更放得宽,特别是现如今主打商业航天的很多民营航天企业,在资源的获取上反而更符合全球商业市场准则。

我们以我国现役最大的运载火箭长征五号运载火箭来说,其主要由芯级结构、助推器、整流罩、发动机、控制系统、密封增压等辅助系统组成。

长征五号运载火箭的芯级和助推器主要由燃料箱和底部的液体火箭发动机两大部分组成.。为了提升火箭的发射载荷,火箭在箭体材料选择上并不会选择结构强度很大、质量很大的钢铁类金属材料,而是会选择力学特性明显、且质量较轻的铝锂合金作为火箭箭体的主要结构材料,整个燃料箱和整流罩主要由底部的铝合金框架和铝锂合金材质的蒙皮两大部分组成,其中铝合金框架是采用锻造工艺来增强框架结构强度的同时降低了框架的整体重量,蒙皮则是制造成半硬壳结构或者蜂窝结构来保障薄薄的铝合金蒙皮依然具有结构支撑的作用。

我国虽然不是世界上最大的铝矿储量最高的国家,但是我国铝矿储量也占全球近1/10,而且一直以来我国每年都保持较高的产量和进出口产能正向发展,比如2018年我国铝合金产量高达1235万吨,每年出口的铝合金产量也比进口的铝合金产量翻了两三番,所以在铝合金的储备上丝毫不用担心,毕竟铝合金大量应用于各行各业;其次是锂矿产量,我国占据全球锂矿产量23%以上,而且每年我国锂矿的产量也是相当之高,这一点看看我国当下供应全球上百个国家锂电池的企业有多少就能看出我国在锂矿上的资源有多丰富。

而火箭底部的液体火箭发动机主要由涡轮泵、和燃烧室两大部分组成,涡轮泵的职责是把燃料增压输送到预燃室燃烧继而混合进入燃烧室燃烧产生反向推力,推动火箭上升。所以对于制造涡轮泵的材料特性就要求其承压能力强,所以一般采用的都是镍基、钴基合金和铝合金材料制造,而承受液体燃料燃烧产生的高温燃气的发动机喷管,虽然要承受上千度的高温炙烤,但是用于制造喷管的材料也不是什么能承受几千度高温的黑科技材料,因为人类迄今为止生产的任何耐高温材料都无法直接承受如此高的高温烤蚀,所以火箭发动机内壁都缠绕了一圈圈密密麻麻堆叠的冷却管道,零下近三百度的液氧燃料流过喷管为喷管内壁降温,所以液体火箭发动机的喷管使用的主要还是不锈钢或者铌合金等耐热材料制成,至于固体火箭发动机整个喷管先进的主要使用碳纤维材料制造,一般的也都是铝合金材料制造的喷管。

镍基、钴基合金虽然并不常见,但是我国硫化物型镍矿资源较为丰富,主要分布在西北、西南和东北等地,保有储量占全国总储量的比例分别为76.8%以上。同样钴的产量虽然分布很不均匀,但是我国钴的储量在世界排名来说也不算低,而且全球过半钴矿都分布在非洲的刚果金,所以在镍和钴这两样能够直接用于航空航天的原材料储量上相信我国也不低。

同样卫星自身的主要金属材料也基本以铝合金、镁合金为主,钛合金和不锈钢为辅,太阳能帆板则主要由铝镁合金框架和石墨烯电池板组成,但是以上几款金属材料在我国的储量还是非常大的,所以也没有必要提前大规模储存。

没必要啊

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