Ti-6Al-4V 합금은 미국에서 1단계 로켓 엔진의 외피 재료로 널리 사용됩니다. 이 합금은 다음에도 사용됩니다. 거대한 원통형 액체 로켓 컨테이너; 대륙간 탄도 미사일 및 "Minuteman" 미사일 등을 위한 여러 개의 구형 및 타원형 엔진 케이싱. 반면에 Ti-6Al-4VELI 및 Ti-5Al-2 .5SnELI 합금은 격자간 원소, 특히 산소 함량이 적고 초저온에서 사용할 수 있으며, 이러한 합금은 로켓과 미사일의 액체 수소 용기로 사용되며 "머큐리" 우주선 및 "수성"의 밀폐 모듈에 사용됩니다. 제미니" 우주선과 달에 성공적으로 착륙한 "아폴로" 우주선의 주요 구조 부품.
산업용 순수 티타늄 외에 Ti{0}}Al-4V, Ti{2}}Al-2.5Sn, Ti-6Al{{6} }VELI 및 Ti-5Al-2.5SnELI는 항공우주 산업에 사용되는 티타늄 및 티타늄 합금으로, Ti-7Al-4Mo, Ti{{12 }}Al-2.5V, Ti-13V-1Cr-Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al , 및 Ti/B-Al 복합 재료.
우주 왕복선은 반복적으로 사용할 수 있는 세계 최초의 유인 우주선입니다. 1972년 개발이 시작돼 1981년 첫 비행에 성공했다. 우주선은 날개가 작은 항공기와 길이 47m의 외부 연료통, 총 500t에 달하는 고체연료 로켓 부스터 2개로 구성된다.
궤도 우주선의 길이는 37m, 무게는 약 68t입니다. 이 크기는 제트 수송기 DC-9와 거의 같습니다. 지금까지 가장 큰 유인 우주선입니다. 화물칸은 길이 18m, 지름 5m로 29.5t의 화물을 지구궤도까지 수송할 수 있다.
우주왕복선은 로켓처럼 발사할 수 있고 우주선처럼 최대 고도 1000km의 궤도를 비행할 수 있으며 추력 없이 비행기처럼 활공하고 착륙할 수 있다. 이 우주 왕복선은 본질적으로 우주 수송선이므로 그 유용성을 판단하는 매개 변수 중 하나는 지구와 지구 궤도 사이에 운반되는 페이로드의 양입니다. 이 페이로드를 최대화하기 위해 티타늄 합금은 항공우주 모터 부품에 중요한 소재입니다.
궤도를 도는 우주선의 설계 수명은 100회 비행이며 각 비행은 7~30일 동안 우주에 머뭅니다. 우주선은 유인이므로 우주 환경(진공, 궤도상의 극한 온도차, 대기 재진입 시 열 등)에 적응하도록 설계되어 반복적으로 사용된다.
1. 고압용기
티타늄 합금은 우주선 궤도를 도는 차량의 전체 무게를 줄일 수 있기 때문에 많은 곳에서 사용됩니다. 티타늄의 주요 사용 부분은 필요한 연료와 가스가 채워진 고압 용기입니다. 경량 티타늄 합금 용기는 Ti-6Al-4V 합금을 사용하여 NASA의 Gemini 우주선과 Apollo 우주선에서 성공적으로 개발되었습니다. 아폴로 우주선에 탑재된 철제 압력용기는 기존에 안전율 4정도로 설계됐던 안전율 1.5의 파격적인 설계를 실제로 사용했다. 우주왕복선의 경우 박벽 티타늄 용기 표면에 흰 참새 섬유를 첨가하는 방식을 채택했다.
압축 가스를 저장하기 위한 압력 용기. "Prowler" 위성과 부스터는 14개의 티타늄 컨테이너를 공유하여 질량을 272kg 줄입니다.
액체 추진제를 저장하기 위한 압력 용기. "Apollo" 우주선에는 약 50개의 압력 용기가 사용되었으며 그 중 85%는 티타늄으로 만들어졌습니다. Hercules Ⅲ 전환 단계 엔진은 티타늄 합금 추진제 탱크로 전환한 후 중량이 35% 감소했습니다.
2. 엔진 하우징
고체 연료 로켓 모터 케이스. "미니트맨" 대륙간 미사일의 2단 로켓 엔진은 Ti64 합금을 사용해 무게를 30~40% 줄였다.
액체 연료 로켓 모터 케이스. "Apollo" 달 착륙선 하강 엔진의 연소실 압력 쉘은 Ti64 합금으로 만들어졌습니다.
3. 각종 구조 부품
"제미니" 우주선에 사용된 티타늄 합금 등급은 7종이며 구조 중량의 84%를 차지하는 570kg의 티타늄 부품이 사용되었습니다. "Apollo" 우주선의 브래킷, 고정 장치 및 패스너는 모두 티타늄으로 제작되었으며 총 68t 티타늄을 사용합니다.
4. 유압배관
우주 왕복선의 유압 배관은 Ti-3Al-2.5V 합금으로 만든 이음매 없는 파이프를 사용합니다. 이 합금을 사용하기 때문에 중량을 40% 이상 줄일 수 있습니다. 피로 파괴에 대한 민감도를 줄이고 시스템의 실제 수명을 향상시키기 위해 다양한 튜브 조립은 자동 성형을 사용합니다.
