雖然說發展運載火箭對於一個國家的軍事和經濟發展有很大的影響,而且火箭和導彈之間的淵源又那麼深厚,但是運載火箭畢竟不是洲際導彈,所以在很多應用領域和局域限制上反而更放得寬,特別是現如今主打商業航天的很多民營航天企業,在資源的獲取上反而更符合全球商業市場準則。
我們以中國現役最大的運載火箭長征五號運載火箭來說,其主要由芯級結構、助推器、整流罩、發動機、控制系統、密封增壓等輔助系統組成。
長征五號運載火箭的芯級和助推器主要由燃料箱和底部的液體火箭發動機兩大部分組成.。為了提升火箭的發射載荷,火箭在箭體材料選擇上並不會選擇結構強度很大、質量很大的鋼鐵類金屬材料,而是會選擇力學特性明顯、且質量較輕的鋁鋰合金作為火箭箭體的主要結構材料,整個燃料箱和整流罩主要由底部的鋁合金框架和鋁鋰合金材質的蒙皮兩大部分組成,其中鋁合金框架是採用鍛造工藝來增強框架結構強度的同時降低了框架的整體重量,蒙皮則是製造成半硬殼結構或者蜂窩結構來保障薄薄的鋁合金蒙皮依然具有結構支撐的作用。
中國雖然不是世界上最大的鋁礦儲量最高的國家,但是中國鋁礦儲量也佔全球近1/10,而且一直以來中國每年都保持較高的產量和進出口產能正向發展,比如2018年中國鋁合金產量高達1235萬噸,每年出口的鋁合金產量也比進口的鋁合金產量翻了兩三番,所以在鋁合金的儲備上絲毫不用擔心,畢竟鋁合金大量應用於各行各業;其次是鋰礦產量,中國佔據全球鋰礦產量23%以上,而且每年中國鋰礦的產量也是相當之高,這一點看看中國當下供應全球上百個國家鋰電池的企業有多少就能看出中國在鋰礦上的資源有多豐富。
而火箭底部的液體火箭發動機主要由渦輪泵、和燃燒室兩大部分組成,渦輪泵的職責是把燃料增壓輸送到預燃室燃燒繼而混合進入燃燒室燃燒產生反向推力,推動火箭上升。所以對於製造渦輪泵的材料特性就要求其承壓能力強,所以一般採用的都是鎳基、鈷基合金和鋁合金材料製造,而承受液體燃料燃燒產生的高溫燃氣的發動機噴管,雖然要承受上千度的高溫炙烤,但是用於製造噴管的材料也不是什麼能承受幾千度高溫的黑科技材料,因為人類迄今為止生產的任何耐高溫材料都無法直接承受如此高的高溫烤蝕,所以火箭發動機內壁都纏繞了一圈圈密密麻麻堆疊的冷卻管道,零下近三百度的液氧燃料流過噴管為噴管內壁降溫,所以液體火箭發動機的噴管使用的主要還是不鏽鋼或者鈮合金等耐熱材料製成,至於固體火箭發動機整個噴管先進的主要使用碳纖維材料製造,一般的也都是鋁合金材料製造的噴管。
鎳基、鈷基合金雖然並不常見,但是中國硫化物型鎳礦資源較為豐富,主要分佈在西北、西南和東北等地,保有儲量佔全國總儲量的比例分別為76.8%以上。同樣鈷的產量雖然分佈很不均勻,但是中國鈷的儲量在世界排名來說也不算低,而且全球過半鈷礦都分佈在非洲的剛果金,所以在鎳和鈷這兩樣能夠直接用於航空航天的原材料儲量上相信中國也不低。
同樣衛星自身的主要金屬材料也基本以鋁合金、鎂合金為主,鈦合金和不鏽鋼為輔,太陽能帆板則主要由鋁鎂合金框架和石墨烯電池板組成,但是以上幾款金屬材料在中國的儲量還是非常大的,所以也沒有必要提前大規模儲存。
雖然說發展運載火箭對於一個國家的軍事和經濟發展有很大的影響,而且火箭和導彈之間的淵源又那麼深厚,但是運載火箭畢竟不是洲際導彈,所以在很多應用領域和局域限制上反而更放得寬,特別是現如今主打商業航天的很多民營航天企業,在資源的獲取上反而更符合全球商業市場準則。
我們以中國現役最大的運載火箭長征五號運載火箭來說,其主要由芯級結構、助推器、整流罩、發動機、控制系統、密封增壓等輔助系統組成。
長征五號運載火箭的芯級和助推器主要由燃料箱和底部的液體火箭發動機兩大部分組成.。為了提升火箭的發射載荷,火箭在箭體材料選擇上並不會選擇結構強度很大、質量很大的鋼鐵類金屬材料,而是會選擇力學特性明顯、且質量較輕的鋁鋰合金作為火箭箭體的主要結構材料,整個燃料箱和整流罩主要由底部的鋁合金框架和鋁鋰合金材質的蒙皮兩大部分組成,其中鋁合金框架是採用鍛造工藝來增強框架結構強度的同時降低了框架的整體重量,蒙皮則是製造成半硬殼結構或者蜂窩結構來保障薄薄的鋁合金蒙皮依然具有結構支撐的作用。
中國雖然不是世界上最大的鋁礦儲量最高的國家,但是中國鋁礦儲量也佔全球近1/10,而且一直以來中國每年都保持較高的產量和進出口產能正向發展,比如2018年中國鋁合金產量高達1235萬噸,每年出口的鋁合金產量也比進口的鋁合金產量翻了兩三番,所以在鋁合金的儲備上絲毫不用擔心,畢竟鋁合金大量應用於各行各業;其次是鋰礦產量,中國佔據全球鋰礦產量23%以上,而且每年中國鋰礦的產量也是相當之高,這一點看看中國當下供應全球上百個國家鋰電池的企業有多少就能看出中國在鋰礦上的資源有多豐富。
而火箭底部的液體火箭發動機主要由渦輪泵、和燃燒室兩大部分組成,渦輪泵的職責是把燃料增壓輸送到預燃室燃燒繼而混合進入燃燒室燃燒產生反向推力,推動火箭上升。所以對於製造渦輪泵的材料特性就要求其承壓能力強,所以一般採用的都是鎳基、鈷基合金和鋁合金材料製造,而承受液體燃料燃燒產生的高溫燃氣的發動機噴管,雖然要承受上千度的高溫炙烤,但是用於製造噴管的材料也不是什麼能承受幾千度高溫的黑科技材料,因為人類迄今為止生產的任何耐高溫材料都無法直接承受如此高的高溫烤蝕,所以火箭發動機內壁都纏繞了一圈圈密密麻麻堆疊的冷卻管道,零下近三百度的液氧燃料流過噴管為噴管內壁降溫,所以液體火箭發動機的噴管使用的主要還是不鏽鋼或者鈮合金等耐熱材料製成,至於固體火箭發動機整個噴管先進的主要使用碳纖維材料製造,一般的也都是鋁合金材料製造的噴管。
鎳基、鈷基合金雖然並不常見,但是中國硫化物型鎳礦資源較為豐富,主要分佈在西北、西南和東北等地,保有儲量佔全國總儲量的比例分別為76.8%以上。同樣鈷的產量雖然分佈很不均勻,但是中國鈷的儲量在世界排名來說也不算低,而且全球過半鈷礦都分佈在非洲的剛果金,所以在鎳和鈷這兩樣能夠直接用於航空航天的原材料儲量上相信中國也不低。
同樣衛星自身的主要金屬材料也基本以鋁合金、鎂合金為主,鈦合金和不鏽鋼為輔,太陽能帆板則主要由鋁鎂合金框架和石墨烯電池板組成,但是以上幾款金屬材料在中國的儲量還是非常大的,所以也沒有必要提前大規模儲存。