【簡介:】雖然說發(fā)展運載火箭對于一個國家的軍事和經(jīng)濟發(fā)展有很大的影響,而且火箭和導彈之間的淵源又那么深厚,但是運載火箭畢竟不是洲際導彈,所以在很多應用領(lǐng)域和局域限制上反而更放得
雖然說發(fā)展運載火箭對于一個國家的軍事和經(jīng)濟發(fā)展有很大的影響,而且火箭和導彈之間的淵源又那么深厚,但是運載火箭畢竟不是洲際導彈,所以在很多應用領(lǐng)域和局域限制上反而更放得寬,特別是現(xiàn)如今主打商業(yè)航天的很多民營航天企業(yè),在資源的獲取上反而更符合全球商業(yè)市場準則。
我們以我國現(xiàn)役最大的運載火箭長征五號運載火箭來說,其主要由芯級結(jié)構(gòu)、助推器、整流罩、發(fā)動機、控制系統(tǒng)、密封增壓等輔助系統(tǒng)組成。
長征五號運載火箭的芯級和助推器主要由燃料箱和底部的液體火箭發(fā)動機兩大部分組成.。為了提升火箭的發(fā)射載荷,火箭在箭體材料選擇上并不會選擇結(jié)構(gòu)強度很大、質(zhì)量很大的鋼鐵類金屬材料,而是會選擇力學特性明顯、且質(zhì)量較輕的鋁鋰合金作為火箭箭體的主要結(jié)構(gòu)材料,整個燃料箱和整流罩主要由底部的鋁合金框架和鋁鋰合金材質(zhì)的蒙皮兩大部分組成,其中鋁合金框架是采用鍛造工藝來增強框架結(jié)構(gòu)強度的同時降低了框架的整體重量,蒙皮則是制造成半硬殼結(jié)構(gòu)或者蜂窩結(jié)構(gòu)來保障薄薄的鋁合金蒙皮依然具有結(jié)構(gòu)支撐的作用。
我國雖然不是世界上最大的鋁礦儲量最高的國家,但是我國鋁礦儲量也占全球近1/10,而且一直以來我國每年都保持較高的產(chǎn)量和進出口產(chǎn)能正向發(fā)展,比如2018年我國鋁合金產(chǎn)量高達1235萬噸,每年出口的鋁合金產(chǎn)量也比進口的鋁合金產(chǎn)量翻了兩三番,所以在鋁合金的儲備上絲毫不用擔心,畢竟鋁合金大量應用于各行各業(yè);其次是鋰礦產(chǎn)量,我國占據(jù)全球鋰礦產(chǎn)量23%以上,而且每年我國鋰礦的產(chǎn)量也是相當之高,這一點看看我國當下供應全球上百個國家鋰電池的企業(yè)有多少就能看出我國在鋰礦上的資源有多豐富。
而火箭底部的液體火箭發(fā)動機主要由渦輪泵、和燃燒室兩大部分組成,渦輪泵的職責是把燃料增壓輸送到預燃室燃燒繼而混合進入燃燒室燃燒產(chǎn)生反向推力,推動火箭上升。所以對于制造渦輪泵的材料特性就要求其承壓能力強,所以一般采用的都是鎳基、鈷基合金和鋁合金材料制造,而承受液體燃料燃燒產(chǎn)生的高溫燃氣的發(fā)動機噴管,雖然要承受上千度的高溫炙烤,但是用于制造噴管的材料也不是什么能承受幾千度高溫的黑科技材料,因為人類迄今為止生產(chǎn)的任何耐高溫材料都無法直接承受如此高的高溫烤蝕,所以火箭發(fā)動機內(nèi)壁都纏繞了一圈圈密密麻麻堆疊的冷卻管道,零下近三百度的液氧燃料流過噴管為噴管內(nèi)壁降溫,所以液體火箭發(fā)動機的噴管使用的主要還是不銹鋼或者鈮合金等耐熱材料制成,至于固體火箭發(fā)動機整個噴管先進的主要使用碳纖維材料制造,一般的也都是鋁合金材料制造的噴管。
鎳基、鈷基合金雖然并不常見,但是我國硫化物型鎳礦資源較為豐富,主要分布在西北、西南和東北等地,保有儲量占全國總儲量的比例分別為76.8%以上。同樣鈷的產(chǎn)量雖然分布很不均勻,但是我國鈷的儲量在世界排名來說也不算低,而且全球過半鈷礦都分布在非洲的剛果金,所以在鎳和鈷這兩樣能夠直接用于航空航天的原材料儲量上相信我國也不低。
同樣衛(wèi)星自身的主要金屬材料也基本以鋁合金、鎂合金為主,鈦合金和不銹鋼為輔,太陽能帆板則主要由鋁鎂合金框架和石墨烯電池板組成,但是以上幾款金屬材料在我國的儲量還是非常大的,所以也沒有必要提前大規(guī)模儲存。
沒必要啊