Сплав Ti-6Al-4V широко используется в качестве материала корпуса ракетного двигателя первой ступени в Соединенных Штатах. Сплав также используется в: гигантских цилиндрических контейнерах для жидкостных ракет; несколько сферических и овальных корпусов двигателей для межконтинентальных баллистических ракет и ракет «Минитмен» и т. д. С другой стороны, поскольку Ti-6Al-4VELI и Ti{5}}Al-2 Сплавы .5СнЭЛИ имеют низкое содержание элементов внедрения, особенно кислорода, и могут использоваться при сверхнизких температурах, эти сплавы используются в качестве контейнеров с жидким водородом для ракет и ракет, а также для космических аппаратов "Меркурий" и герметичного модуля " космического корабля "Джемини" и основных конструктивных элементов космического корабля "Аполлон", успешно приземлившегося на Луну.
В дополнение к использованию промышленного чистого титана, Ti-6Al-4V, Ti-5Al-2.5Sn, Ti-6Al{{6} }VELI и Ti-5Al-2.5SnELI в титане и титановых сплавах, используемых в авиакосмической промышленности, также есть Ti-7Al-4Mo, Ti{{12 }}Al-2.5V, Ti-13V-1Cr-Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al и композитные материалы Ti/B-Al.
Космический шаттл — это самый ранний пилотируемый космический корабль в мире, который можно использовать многократно. Разработка началась в 1972 году, а первый успешный полет состоялся в 1981 году. Космический корабль состоит из самолета с небольшими крыльями, подвесного топливного контейнера длиной 47 м и двух твердотопливных ракетных ускорителей общей массой 500 тонн.
Орбитальный космический корабль имеет длину 37 метров и весит около 68 тонн. Этот размер примерно такой же, как у реактивного транспортного самолета DC-9. На сегодняшний день это самый большой пилотируемый космический корабль. Его грузовой отсек имеет длину 18 м и диаметр 5 м и может перевозить 29,5 т груза на околоземную орбиту.
Космический шаттл можно запускать как ракету, и как космический корабль он может летать по орбите с максимальной высотой 1000 км и может планировать и приземляться как самолет без тяги. Этот космический шаттл по сути является космическим транспортным кораблем, поэтому одним из параметров, по которому можно судить о его полезности, является количество полезной нагрузки, перевозимой между Землей и земной орбитой. Чтобы максимизировать эту полезную нагрузку, титановые сплавы являются важным материалом для компонентов аэрокосмических двигателей.
Расчетный ресурс орбитального корабля составляет 100 полетов, каждый из которых находится в космосе от 7 до 30 суток. Корабль является пилотируемым, поэтому рассчитан на адаптацию к космическим условиям (вакуум, экстремальный перепад температур на орбите, нагрев при повторном входе в атмосферу и т. д.) и используется неоднократно.
1. Сосуд высокого давления
Титановые сплавы используются во многих местах, потому что они могут уменьшить общий вес космических кораблей на орбите. Основная сфера применения титана – баллон высокого давления, наполненный необходимым топливом и газом. Легкий контейнер из титанового сплава был успешно разработан для космических кораблей NASA Gemini и Apollo с использованием сплава Ti-6Al-4V. Железный сосуд высокого давления на космическом корабле «Аполлон» фактически использовал беспрецедентную конструкцию с коэффициентом безопасности 1,5, которая ранее была разработана с коэффициентом безопасности около 4. Чтобы еще больше уменьшить вес контейнера высокого давления орбитального корабля космический шаттл, принят метод добавления волокна белого воробья на поверхность тонкостенного титанового контейнера.
Сосуд высокого давления для хранения сжатого газа. Спутник и ракета-носитель Prowler используют 14 титановых контейнеров, что снижает массу на 272 кг.
Сосуд высокого давления для хранения жидкого топлива. На космическом корабле «Аполлон» использовалось около 50 сосудов высокого давления, 85 процентов которых были изготовлены из титана. Двигатель переходной ступени Hercules Ⅲ, масса которого снижена на 35 процентов после перехода на топливный бак из титанового сплава.
2. Корпус двигателя
Корпус твердотопливного ракетного двигателя. Ракетный двигатель второй ступени межконтинентальной ракеты «Минитмен» использует сплав Ti64 для уменьшения веса на 30-40 процентов.
Корпус жидкостного ракетного двигателя. Герметичная оболочка камеры сгорания двигателя спускаемого аппарата лунного модуля «Аполлон» изготовлена из сплава Ti64.
3. Различные конструктивные элементы
В космическом корабле «Джемини» используется 7 марок титановых сплавов, и используется 570 кг титановых деталей, что составляет 84 процента веса конструкции. Кронштейны, приспособления и застежки космического корабля «Аполлон» изготовлены из титана с использованием в общей сложности 68 тонн титана.
4. Гидравлические трубопроводы
В маслонапорном трубопроводе космического корабля "Шаттл" используются бесшовные трубы из сплава Ti-3Al-2.5V. За счет использования этого сплава вес удалось снизить более чем на 40 процентов. Чтобы уменьшить чувствительность к усталостному разрушению и увеличить фактический срок службы системы, в различных сборках труб используется автоматическое формование.
