Modern materials and processing technologies as a factor in the development of the aerospace and rocket industries

Abstract

The article examines the impact of modern structural materials' characteristics on the advancement of the aerospace and rocket industries. The growing role of ceramic materials with unique properties is emphasized: heat resistance, high hardness and strength; resistance to oxidation and corrosion; radio transparency; lower density compared to metals. It is often the case that they are indispensable in the manufacture of elements of rocket systems and defense industry products. However, technical ceramics belong to the category of difficult-to-machine materials, which complicates the processes of manufacturing critical products from them. Possible ways to improve the efficiency of manufacturing rocket antenna fairing - thin-walled shells of complex geometric shapes made of sitalls (a type of glass ceramics) are considered. Options for improving traditional technological processes for the manufacture of fairings using CNC machines for their mechanical processing are proposed. The use of additive SLS technology in the production of antenna fairings is substantiated. A variant of an improved technological process for manufacturing antenna fairings was presented.

У статті розглядається вплив характеристик сучасних конструкційних матеріалів на розвиток аерокосмічної та ракетної промисловості. Підкреслюється зростаюча роль використання керамічних матеріалів, що мають унікальні властивості: термостійкість; високі твердість та міцність; стійкість до окислення та корозії; радіопрозорість; меншу щільність проти металів. Однак технічні кераміки відносяться до категорії важкооброблюваних матеріалів, що ускладнює процеси виготовлення відповідальних виробів з них, в тому числі головних обтічників ракет, літальних апаратів (ЛА). Обтічники ЛА - тонкостінні складно-профільні оболонки, до яких пред’являються підвищені вимоги щодо точності геометричних розмірів і форми, а також якості поверхонь. Вони виробляються з радіопрозорих крихких неметалевих матеріалів, в тому числі з різновиду склокераміки – ситалів. Сучасні заготівельні технології (здебільшого це шлікерна технологія або відцентрове литво) не дозволяють забезпечити точність форми виробу і потрібну якість його поверхонь на етапі отримання заготовки. Тому виріб піддається трудомісткій багатоетапній механічній обробці, а саме операціям чорнового і чистового шліфування алмазними інструментами, які супроводжуються крихким руйнуванням оброблюваного матеріалу і формуванням порушеного обробкою дефектного шару.