Эссе победителя


20.04.21, 0:21

Участник: Бирюков Николай Александрович

ФГБОУ ВО «УГАТУ», студент 2 курса, группа ТЭД-210

«Химия в космонавтике»

Отчего люди не летают так, как птицы? Желание подняться в небо возникло у людей еще в глубокой древности. Подтверждением этому служит миф древней Греции о Дедале и Икаре, которые сделали себе крылья из перьев и воска, но Икар, поднявшись слишком высоко, обжег себе крылья и погиб. Покорение неба так и осталось мечтой. Прошло еще 2000 лет. Братья Райт Уилбер и Орвилл  сконструировали, построили и осуществили первый управляемый полет и посадку на летательном аппарате «Флайер-1» с использованием алюминиевого двигателя.

И вот уже мечта о покорении космического пространства терзает умы человечества. В начале ХХ века Э.К. Циолковский в своих научно- фантастических произведениях выдвинул идеи освоения космического пространства с использованием ракет и орбитальных станций. Утопия Циолковского послужила стимулом для разработки ракетно - космической техники. Идеи Циолковского были воплощены в жизнь гениальным советским конструктором С.П. Королевым - создателем  ракетно - космической техники, основателем практической  космонавтики, руководителем первого полета в космос, который осуществил Ю.А. Гагарин.

Из каких же металлов строят космические корабли, бороздящие бескрайние просторы Вселенной? Конечно, металлы должны быть легкими и прочными, с высокой тепло -  и электропроводностью. Прежде всего - это алюминий – литиевые сплавы, из них изготавливают баки для водорода для ракеты «Энергия» и «Шаттл». А добавление к  алюминий – литиевому сплаву скандия, снижает вес изделия на 10-12 %, при этом прочность остается прежней. Из дюралюминия (сплава  меди, марганца, алюминия) изготавливают «сухие» отсеки.  Боралюминиевый композит, где алюминию отведена та же  роль, что в эпоксидной смоле в стеклопластике, он удерживает  волокна бора. Из него сделана ферма между баками «ДМ- SL» .

Железо в виде высокопрочных нержавеющих сталей – 2-й по применению в ракетах. Используется в строительстве стартовых  сооружений. Медь - основной металл электро- и тепловой техники обладает высокой теплопроводностью по сравнению с алюминием, железом. Из меди делают внутреннюю стенку ракетного двигателя, которая сдерживает 3000°C  жар ракетного сердца. Красивый « медный» цвет сопел двигателей Р-7 хорошо виден на всех фотографиях космических ракет. Внутренняя стенка двигателя ракеты Р-7 сделана и хромистой бронзы, содержащей 0,8 % хрома. Серебро применяется для соединения частей камеры сгорания ракетных двигателей с помощью пайки с использованием серебряных припоев в вакуумной печи. Титан самый модный металл космического века, из него делают газовые баллоны высокого давления. Из сплава на основе титана, алюминия, лития, скандия сделан корпус корабля «Буран». Используют  также сплавы, содержащие магний, из них изготовлены все баки на ракете   Р-7. Для минимизации массы габаритных характеристик всех компонентов систем управления космических ракет  используются различные сплавы на основе редкоземельных металлов: рения и висмута. Рений является компонентом никелевых сплавов, способных работать в экстремальных условиях ракетных двигателей при температуре 1200˚С. Сплавы с рением тугоплавкими металлами вольфрамом, молибденом, танталом работают при температуре 2200-3000̊ С, их используют в ракетных соплах, носовых насадках воздушно- космических аппаратов и их теплозащитных экранов. В  электроавтоматике использование добавок тория в медь позволяет увеличить их прочность и сохранить электропроводность. Добавка ниобия к стали, делает ее прочной при высоких колебаниях температур, из бериллиевой бронзы создают легкие конструкции внутренних силовых элементов летательных аппаратов. Повышение качества бортовой электроники и ее миниатюризации невозможно без таких редкоземельных элементов как диспрозий, тербий, неодим, иттрий, празеодим, европий.    

Мечта о покорении космоса никогда не покинет умы человечества.