藏在美国猎鹰9号火箭背后的故事-嘴炮专用
本帖最后由 有事挖坟 于 2016-6-26 08:23 编辑很多兄弟对美国太空探索技术公司(SpaceX)的猎鹰系列火箭充满钦佩，认为这家公司这么短时间就开发出来，这种火箭，美国私人公司的创新力比我们体制更能解放生产力。
事情真的是这样吗？
我只是从我了解的一个东西，管中窥豹来揭开一些东西。
引用：
猎鹰9号”第一级就比“猎鹰1号”大许多，几乎一模一样，只不过第二级比第一级稍短。它们的顶端和外层全部是采用超强度铝锂合金材料制造的。且后盖上面盖了特制的挡热板，用以保护“猎鹰9号”第一级和第二级在重再入地球大气层时免遭损坏，这样便可以回收再利用。
铝锂合金材料定义：
锂是世界上最轻的金属元素。把锂作为合金元素加到金属铝中，就形成了铝锂合金。加入锂之后，可以降低合金的比重，增加刚度，同时仍然保持较高的强度、较好的抗腐蚀性和抗疲劳性以及适宜的延展性。因为这些特性，这种新型合金受到了航空、航天以及航海业的广泛关注。（定义来自百度）
定义我只是引用下，这里面提到一个东西叫做超强度铝锂合金材料，
[*]为什么使用铝锂合金，关键在于费用，在航天领域，有人测算过，航天运载器每减轻1KG，发射成本降低两万美金，也有说每减轻1kg结构重量可以获得10倍以上经济效益。我就两种都采用。
[*]铝锂合不但具备密度低、强度高，弹性模量高同时比较好的耐高温及低温性能材料性能与低疲劳裂纹扩展速率的机械性能。
[*]Li是最轻的金属元素，在铝合金中每加入1％的Li，可使铝合金密度降低3％，模量提高6％。在铝合金中，锂与铍是降低其密度最有效的合金化元素。锂在铝中的最大溶解度为4.2%，向铝中每添中1%Li，可使其密度下降约3%，而其正弹性模量则上升约5%。含少量锂的铝合金在时效过程中会沉淀均匀的共格化合物δ'。
这些超强度铝锂合金材料是美国当地供应商来提供，例如美铝。
但大家会觉得这与美国太空探索技术公司(SpaceX)有啥关系，关键就在与使用方美国太空探索技术公司(SpaceX)在火箭制造过程中怎么对材料进行处理。
在火箭制造过程中，对于材料的焊接和热处理是非常重要工艺流程。
摸清楚材料的各项性能，需要在实验室做出大量的实验进行试样的测试和验证，这是很多科技开发的主要成本来源。
在这个开发流程中，需要不同的时段来进行测试，如年，月，日，小时，分钟，毫秒，微妙的不同时段的测试等级，
然后是不同温度，测试铝锂合金材料的各项性能，如塑性变形流变应力，以及在不同热处理状态下的力学性能。合金的热处理有均匀化退火处理、固溶化处理、时效及形变热处理等，这需要天量的实验数据和样品测试，没有一个庞大的后台数据作为支撑，一般的创新型公司是难以办到的。NASA宇航局马歇尔宇航中心具有极其丰富的焊接经验，但这些不是说，随便从NASA挖几个工程师或者工人去就能搞定的，这是需要体系的支撑。
有鉴于此，我可以得出下列结论,在扶持美国民间航天公司里面，NASA慷慨的提供了大量的基础后台数据和人力，对他们进行体系化的引导和技术支撑，我们在观察美国民用航天的快速崛起同时，不能忽略其背后NASA的力量。
引用一段资料：
前苏联研究1420合金的焊接时间长达10多年，从焊接工艺方法、焊接组织、焊接性能及焊后热处理都进行了深入的理论研究和探讨。20世纪80年代还开展了1460高强合金可焊性的研究。采用钨极氢弧焊（GTAW）和真空电子束焊（EB）工艺的1460合金，已成功用于制造“能源号”运载火箭贮箱。
美、欧等国的铝锂合金焊接始于20世纪80年代初
与俄国不同的是，美国特别注重焊接裂纹的研究。美国采用的焊接方法主要有GTAW、EB、VPPA（变极性等离子弧焊）等，并用VPPA法焊接了Weldalite049合金制造的航天飞机外贮箱，Alcoa公司采用EB焊对12.7mm厚的2090合金板材施焊，焊透率达100%。近几年2种新型焊接技术：搅拌摩擦焊和激光焊接技术也开始应用于铝锂合金制造研究。美国洛克希德·马丁公司用搅拌摩擦焊对2.3~8.5m厚的2195AI-Li合金及2219合金板材进行焊接，发现接头强度可提高15%~26%，焊缝断裂韧性增高30%，塑性提高1倍，焊缝组织极细小。
空客公司经过20多年的努力利用激光焊接技术制造了大型客机用双光束“T”结构件，并成功应用于A330、A340、A380等客机机身壁板上。
看看这里面制造工艺的进步都是以10年为基础单位。
结论：什么美国私人公司解放生产力什么的全是扯淡，这个世界上没有什么无中生有的东西。
NASA一向是这样，前瞻性研究和基础科学的预研究肯定是政府做，工程实现或者具体项目里的应用研究可以给承包商
页:
[1]