钛合金锻件在飞机各部件中的应用

在航天飞机上使用的钛合金锻件主要有:高压容器、翼前缘部、油压管路、发动机推力支架等。

①高压容器。

在航天飞机上所采用的压力容器要承受(2.1~3.5)×10Pa的高压。其器壁实际上是复合结构,即以钛为衬底,外加芳香族有机纤维强化。纤维给钛衬底施加一个预应力(压缩应力),这样的结构能使压力容器的重量比单层全钛容器轻35%。容器用材及其焊丝均使用Ti6Al4V合金。

②翼。

翼的前缘部最高温度可上升到538℃,铝合金无法承受,FeNi基合金太重因此选用Ti6Al-4V合金。翼同一套夹具机构固定在翼支承结构上,夹具也使用Ti6Al4V合金。

③油压配管。

航天飞机上有大量油压管路,采用T3A2.5V合金无缝管做配管,能使管路减重40%。

④发动机推力支架。

在航天飞机的后部有支持3台主发动机的推力支架(图29),通过它能将510t的推力传递给航天飞机。推力支架采用高强钛合金,同时在其表面采用硼环氧树脂进行复合。硼环氧树脂的比弹性模量比Ti6A4V合金弹性模量高,但两者热膨胀系数相近。硼环氧树脂复合层能提高推力构件的刚性。

⑤其他部件。

由于钛比强度高,在航天飞机上采用钛材的还有后部升降舵的夹具、外部容器夹具、钭框架/尾部转换装置上部、翼/升降副翼间上部表面的密封翼片等构件。