Alle 11:30 del 19 ottobre 2021, a Xi'an, è stato testato con successo il motore a razzo monolitico a propellente solido di produzione cinese, caratterizzato dalla spinta più elevata al mondo, dal più alto rapporto impulso-massa e da un'ampia applicabilità ingegneristica. Questo risultato segna un sostanziale progresso nella capacità di trasporto di carichi solidi raggiunta dalla Cina. Tale potenziamento riveste grande importanza per lo sviluppo futuro di tecnologie per veicoli di lancio di grandi dimensioni e di peso elevato.
Lo sviluppo di successo dei motori a razzo a propellente solido non solo è frutto del duro lavoro e della competenza di innumerevoli scienziati, ma non può prescindere dal contributo di molti materiali chimici, come i prodotti a base di tungsteno e molibdeno.
Un motore a razzo a propellente solido è un motore chimico che utilizza un propellente solido. È composto principalmente da un involucro, un propellente solido, una camera di combustione, un ugello e un dispositivo di accensione. Quando il propellente brucia, la camera di combustione deve resistere a temperature elevate, di circa 3200 gradi, e a pressioni elevate, di circa 2×10^7 bar. Considerando che si tratta di un componente del veicolo spaziale, è necessario utilizzare materiali in lega ad alta resistenza e ad alta temperatura, leggeri e resistenti, come le leghe a base di molibdeno o di titanio.
Le leghe a base di molibdeno sono leghe non ferrose formate dall'aggiunta di altri elementi come titanio, zirconio, afnio, tungsteno e terre rare, con il molibdeno come matrice. Presentano un'eccellente resistenza alle alte temperature, alle alte pressioni e alla corrosione, e sono più facili da lavorare rispetto al tungsteno. Il loro peso è inferiore, il che le rende più adatte all'utilizzo nella camera di combustione. Tuttavia, la resistenza alle alte temperature e altre proprietà delle leghe a base di molibdeno non sono generalmente paragonabili a quelle delle leghe a base di tungsteno. Pertanto, alcune parti dei motori a razzo, come i rivestimenti della camera di combustione e i tubi di accensione, devono ancora essere prodotte con materiali in lega a base di tungsteno.
Il rivestimento della gola è il materiale di rivestimento della gola dell'ugello del motore a razzo a propellente solido. A causa dell'ambiente di lavoro ostile, deve possedere proprietà simili a quelle del materiale della camera di combustione e del tubo di accensione. Generalmente è realizzato in materiale composito di tungsteno-rame. Il tungsteno-rame è un materiale metallico a raffreddamento spontaneo per trasudazione, in grado di prevenire efficacemente deformazioni volumetriche e variazioni di prestazioni ad alte temperature. Il principio del raffreddamento per trasudazione si basa sulla liquefazione ed evaporazione del rame presente nella lega ad alta temperatura, che assorbe calore e riduce la temperatura superficiale del materiale.
Il tubo di accensione è una delle componenti più importanti del dispositivo di accensione del motore. Generalmente installato nella bocca del lanciafiamme, deve penetrare in profondità nella camera di combustione. Pertanto, i materiali che lo compongono devono possedere un'eccellente resistenza alle alte temperature e all'ablazione. Le leghe a base di tungsteno presentano proprietà eccellenti come un elevato punto di fusione, un'elevata resistenza meccanica, una resistenza agli urti e un basso coefficiente di dilatazione volumetrica, che le rendono uno dei materiali preferiti per la produzione di tubi di accensione.
È evidente che l'industria del tungsteno e del molibdeno ha contribuito al successo del test del motore a razzo a propellente solido! Secondo Chinatungsten Online, il motore utilizzato per questo test è stato sviluppato dal Quarto Istituto di Ricerca della China Aerospace Science and Technology Corporation. Ha un diametro di 3,5 metri e una spinta di 500 tonnellate. Grazie a una serie di tecnologie avanzate, come gli ugelli, le prestazioni complessive del motore hanno raggiunto livelli di eccellenza a livello mondiale.
Vale la pena ricordare che quest'anno la Cina ha effettuato due lanci di veicoli spaziali con equipaggio. Nello specifico, alle 9:22 del 17 giugno 2021, è stato lanciato il razzo vettore Lunga Marcia 2F con a bordo la navicella spaziale con equipaggio Shenzhou 12. Nie Haisheng, Liu Boming e Tang Hongbo sono stati lanciati con successo nello spazio. Alle 0:23 del 16 ottobre 2021, è stato lanciato il razzo vettore Lunga Marcia 2F Yao 13 con a bordo la navicella spaziale con equipaggio Shenzhou 13, che ha portato con successo nello spazio Zhai Zhigang, Wang Yaping e Ye Guangfu.
Data di pubblicazione: 19 dicembre 2021