Op 19 oktober 2021 om 11:30 uur werd in Xi'an met succes de door China zelf ontwikkelde monolithische vastebrandstofraketmotor getest. Deze motor heeft de grootste stuwkracht ter wereld, de hoogste impuls-massaverhouding en is breed toepasbaar. Dit betekent dat China een aanzienlijke vooruitgang heeft geboekt op het gebied van vastebrandstofraketten. Deze verbetering is van groot belang voor de verdere ontwikkeling van technologieën voor grote en zware lanceerraketten.
De succesvolle ontwikkeling van vastebrandstofraketmotoren is niet alleen te danken aan het harde werk en de wijsheid van talloze wetenschappers, maar kan ook niet zonder de bijdragen van vele chemische materialen zoals wolfraam- en molybdeenproducten.
Een vastebrandstofraketmotor is een chemische raketmotor die gebruikmaakt van vaste brandstof. Hij bestaat hoofdzakelijk uit een omhulsel, een brandstofkern, een verbrandingskamer, een straalpijp en een ontstekingsmechanisme. Tijdens de verbranding van de brandstof moet de verbrandingskamer een hoge temperatuur van ongeveer 3200 graden Celsius en een hoge druk van ongeveer 2 × 10⁷ bar kunnen weerstaan. Aangezien het een van de onderdelen van het ruimtevaartuig is, is het noodzakelijk om lichte, zeer sterke en hittebestendige legeringen te gebruiken, zoals molybdeen- of titaniumlegeringen.
Molybdeenlegeringen zijn non-ferro legeringen die gevormd worden door toevoeging van andere elementen zoals titanium, zirkonium, hafnium, wolfraam en zeldzame aardmetalen aan molybdeen als matrix. Ze hebben een uitstekende hoge temperatuurbestendigheid, hoge drukbestendigheid en corrosiebestendigheid en zijn gemakkelijker te verwerken dan wolfraam. Het lagere gewicht maakt ze geschikter voor gebruik in de verbrandingskamer. De hoge temperatuurbestendigheid en andere eigenschappen van molybdeenlegeringen zijn echter doorgaans minder goed dan die van wolfraamlegeringen. Daarom moeten sommige onderdelen van de raketmotor, zoals de keelbekleding en de ontstekingsbuizen, nog steeds van wolfraamlegeringen gemaakt worden.
De keelbekleding is het materiaal dat de keel van de straalpijp van een vastebrandstofraketmotor bekleedt. Vanwege de zware werkomstandigheden moet deze bekleding vergelijkbare eigenschappen hebben als het materiaal van de brandstofkamer en de ontstekingsbuis. De bekleding is doorgaans gemaakt van een wolfraam-kopercomposiet. Wolfraam-koper is een metaal met spontane koeling door condensatie, waardoor volumevervorming en prestatieveranderingen bij hoge temperaturen effectief worden voorkomen. Het principe van condensatiekoeling is dat het koper in de legering bij hoge temperaturen vloeibaar wordt en verdampt, waardoor het veel warmte absorbeert en de oppervlaktetemperatuur van het materiaal daalt.
De ontstekingsbuis is een van de belangrijkste onderdelen van het ontstekingsmechanisme van de motor. Deze is doorgaans in de loop van de vlammenwerper gemonteerd, maar moet diep in de verbrandingskamer reiken. Daarom moeten de materialen waaruit de buis is opgebouwd een uitstekende hoge temperatuurbestendigheid en slijtvastheid hebben. Wolfraamlegeringen beschikken over uitstekende eigenschappen zoals een hoog smeltpunt, hoge sterkte, slagvastheid en een lage volumetrische uitzettingscoëfficiënt, waardoor ze een van de meest geschikte materialen zijn voor de productie van ontstekingsbuizen.
Het is duidelijk dat de wolfraam- en molybdeenindustrie heeft bijgedragen aan het succes van de testvlucht met de vastebrandstofraketmotor! Volgens Chinatungsten Online is de motor voor deze testvlucht ontwikkeld door het Vierde Onderzoeksinstituut van de China Aerospace Science and Technology Corporation. De motor heeft een diameter van 3,5 meter en een stuwkracht van 500 ton. Dankzij een aantal geavanceerde technologieën, zoals straalpijpen, heeft de motor een wereldwijd toonaangevend prestatieniveau bereikt.
Het is vermeldenswaard dat China dit jaar twee bemande ruimtevaartuigen heeft gelanceerd. Op 17 juni 2021 om 9:22 uur werd de Long March 2F-draagraket met het Shenzhou 12-ruimtevaartuig gelanceerd. Nie Haisheng, Liu Boming en Tang Hongbo brachten drie astronauten succesvol de ruimte in. Op 16 oktober 2021 om 0:23 uur werd de Long March 2F Yao 13-draagraket met het Shenzhou 13-ruimtevaartuig gelanceerd, waarmee Zhai Zhigang, Wang Yaping en Ye Guangfu succesvol de ruimte in werden gebracht.
Geplaatst op: 19 december 2021

