Ti-6Al-4V-Legierung wird in den Vereinigten Staaten häufig als Schalenmaterial für Raketentriebwerke der ersten Stufe verwendet. Die Legierung wird auch verwendet in: riesigen zylindrischen Flüssigkeitsraketenbehältern; mehrere sphärische und ovale Triebwerksgehäuse für Interkontinentalraketen und "Minuteman"-Raketen usw. Andererseits, weil Ti-6Al-4VELI und Ti-5Al-2 .5SnELI-Legierungen haben einen geringen Gehalt an interstitiellen Elementen, insbesondere Sauerstoff, und können bei ultraniedrigen Temperaturen verwendet werden. Diese Legierungen werden als Flüssigwasserstoffbehälter für Raketen und Flugkörper sowie für das Raumschiff "Mercury" und das luftdichte Modul des " Gemini"-Sonde und die Hauptstrukturteile der "Apollo"-Sonde, die erfolgreich auf dem Mond gelandet ist.
Neben der Verwendung von industriellem Reintitan, Ti-6Al-4V, Ti-5Al-2.5Sn, Ti-6Al{{6} }VELI und Ti-5Al-2.5SnELI in Titan und Titanlegierungen, die in der Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet werden, gibt es auch Ti-7Al-4Mo, Ti{{12 }}Al-2.5V, Ti-13V-1Cr-Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al und Ti/B-Al-Verbundmaterialien.
Das Space Shuttle ist das früheste bemannte Raumschiff der Welt, das wiederholt eingesetzt werden kann. Die Entwicklung begann 1972 und der Erstflug war 1981 erfolgreich. Das Raumschiff besteht aus einem Flugzeug mit kleinen Flügeln, einem 47 m langen externen Treibstoffbehälter und 2 Feststoffraketen-Boostern mit insgesamt 500 t.
Das orbitale Raumschiff ist 37 m lang und wiegt etwa 68 t. Diese Größe entspricht in etwa der des Düsentransportflugzeugs DC-9. Es ist das bisher größte bemannte Raumschiff. Sein Frachtraum ist 18 m lang und hat einen Durchmesser von 5 m und kann 29,5 t Fracht in die Erdumlaufbahn transportieren.
Das Space Shuttle kann wie eine Rakete gestartet werden und wie ein Raumschiff in einer Umlaufbahn mit einer maximalen Höhe von 1000 km fliegen und wie ein Flugzeug ohne Schub gleiten und landen. Dieses Space Shuttle ist im Wesentlichen ein Raumtransportschiff, daher ist einer der Parameter zur Beurteilung seiner Nützlichkeit die Menge an Nutzlast, die zwischen der Erde und der Erdumlaufbahn transportiert wird. Um diese Nutzlast zu maximieren, sind Titanlegierungen ein wichtiges Material für Motorkomponenten in der Luft- und Raumfahrt.
Die geplante Lebensdauer des umlaufenden Raumfahrzeugs beträgt 100 Flüge, und jeder Flug bleibt 7 bis 30 Tage im Weltraum. Das Raumfahrzeug ist bemannt, also so konzipiert, dass es sich an die Weltraumumgebung anpasst (Vakuum, extreme Temperaturunterschiede auf der Umlaufbahn, Hitze beim Wiedereintritt in die Atmosphäre usw.) und wiederholt verwendet wird.
1. Hochdruckbehälter
Titanlegierungen werden vielerorts verwendet, da sie das Gesamtgewicht von Raumfahrzeugen im Orbit reduzieren können. Der Hauptnutzungsteil von Titan ist der Hochdruckbehälter, der mit dem notwendigen Kraftstoff und Gas gefüllt ist. Der Behälter aus einer leichten Titanlegierung wurde erfolgreich auf den NASA-Raumfahrzeugen Gemini und Apollo unter Verwendung einer Ti-6Al-4-Legierung entwickelt. Der eiserne Druckbehälter des Apollo-Raumfahrzeugs hat tatsächlich ein bisher nie dagewesenes Design mit einem Sicherheitsfaktor von 1,5 verwendet, das zuvor mit einem Sicherheitsfaktor von etwa 4 ausgelegt war. Um das Gewicht des Hochdruckspeicherbehälters des Orbiters weiter zu reduzieren Spaceshuttle, wird die Methode des Hinzufügens von weißen Spatzenfasern auf die Oberfläche des dünnwandigen Titanbehälters übernommen.
Druckbehälter zum Speichern von komprimiertem Gas. Der „Prowler“-Satellit und der Booster teilen sich 14 Titanbehälter, wodurch die Masse um 272 kg reduziert wird.
Ein Druckbehälter zur Aufbewahrung von Flüssigtreibstoffen. Auf der Raumsonde „Apollo“ kamen etwa 50 Druckbehälter zum Einsatz, die zu 85 Prozent aus Titan bestanden. Hercules Ⅲ Übergangsstufenmotor, das Gewicht wird nach dem Wechsel zu einem Treibmitteltank aus Titanlegierung um 35 Prozent reduziert.
2. Motorgehäuse
Motorgehäuse für Feststoffraketen. Das Raketentriebwerk der zweiten Stufe der Interkontinentalrakete „Minuteman“ verwendet eine Ti64-Legierung, um das Gewicht um 30 bis 40 Prozent zu reduzieren.
Motorgehäuse für Flüssigbrennstoff-Raketen. Die Druckschale der Brennkammer des Mondmodul-Abstiegstriebwerks „Apollo“ besteht aus der Legierung Ti64.
3. Verschiedene Bauteile
Es gibt 7 Arten von Titanlegierungen, die im „Gemini“-Raumschiff verwendet werden, und es werden 570 kg Titanteile verwendet, die 84 Prozent des Strukturgewichts ausmachen. Die Halterungen, Halterungen und Befestigungselemente des „Apollo“-Raumfahrzeugs sind alle aus Titan gefertigt, wobei insgesamt 68 t Titan verwendet wurden.
4. Hydraulische Verrohrung
Die Öldruckleitungen des Space Shuttles bestehen aus nahtlosen Rohren aus einer Ti-3Al-2.5V-Legierung. Durch den Einsatz dieser Legierung kann das Gewicht um mehr als 40 Prozent reduziert werden. Um die Empfindlichkeit gegenüber Ermüdungsbruch zu verringern und die tatsächliche Lebensdauer des Systems zu verbessern, werden verschiedene Die Montage von Rohren verwendet automatisches Umformen.
