В эпоху, когда коммерческие аэрокосмические волны охватывают земной шар, а низкоорбитальные группировки плотно объединены в сети, облегчение веса спутников стало основным ключом к преодолению узких мест в промышленности. От затрат на запуск до-производительности на орбите, каждый килограмм снижения веса не только экономит от 30 000 до 50 000 юаней на затратах на запуск, но также освобождает место для полезной нагрузки, продлевает срок службы спутника на-орбите и повышает эффективность орбитального развертывания. В этой «гонке за снижением веса» в освоении космосатитановый сплав, обладающий уникальными характеристиками «легкости и прочности», стал основным материалом, способствующим разработке легких спутников. В форме «космического металла» он меняет промышленный ландшафт производства спутников и космических запусков. Китайские навигационные спутники «Бэйдоу-3» благодаря облегченной конструкции несут более точную навигационную полезную нагрузку, обеспечивая точное покрытие сигнала по всему миру и становясь типичным примером легкой модернизации.
При выборе материалов для облегчения спутников титановый сплав выделяется своими уникальными свойствами. Его плотность составляет всего 57% от плотности стали, а предел прочности на разрыв в 1,26 раза выше, чем у высокопрочной конструкционной стали, что действительно обеспечивает баланс «легкости и прочности». Кроме того, титановый сплав обладает превосходной приспособляемостью к окружающей среде и может противостоять длительной-эрозии под воздействием сильных ультрафиолетовых лучей и космических лучей в условиях сверх-низкотемпературного космического вакуума, сохраняя структурную стабильность, не подвергаясь воздействию коррозии или старения, и, таким образом, сохраняя свои эксплуатационные характеристики.
Фактические данные применения дополнительно демонстрируют ценность снижения веса титанового сплава: после использования высокопрочной-гофрированной оболочки из титанового сплава TB2 для конусной части несущей трубы нового спутника связи вес снизился вдвое по сравнению с традиционными материалами, а несущая способность-увеличилась на 80 %; В основной конструкции навигационного спутника Beidou-3 широко используется отечественный титановый сплав высокой чистоты, что позволяет снизить вес более чем на 15 % по сравнению с традиционными конструкциями из алюминиевых сплавов, тем самым освобождая ценное пространство для основного оборудования.
С глубоким развитием аэрокосмической отрасли спрос на облегчение спутников будет постоянно возрастать, а титановые сплавы также получат более широкое применение.
Инновации в материалах ведут к повышению производительности. Новые материалы из титановых сплавов ускоряют темпы исследований и разработок. Плотность нового материала может быть снижена до уровня ниже 4,0 г/см³, прочность превышает 1800 МПа, он обладает более высокой термостойкостью и радиационной стойкостью. Он будет пригоден для экстремальных сценариев освоения дальнего космоса и солнечно--синхронных орбит.
Область применения проникает во все области. Титановые сплавы будут использоваться не только в конструкционных компонентах, но и в терморегулирующих устройствах, электронных упаковках, базах оптических элементов и т. д., а доля всех спутниковых применений, как ожидается, увеличится до 15%-20%. В то же время в микро-спутниках и наноспутниках-интегрированная структура из титанового сплава станет основной тенденцией, обеспечивая интегрированную конструкцию «структура-функция», что еще больше упростит конфигурацию спутника и уменьшит вес.
Экологичность, низкий-углерод и переработка стали тенденциями. Технология переработки и повторного использования титановых сплавов аэрокосмического-класса постепенно совершенствуется. Компоненты из титановых сплавов бывших в употреблении спутников можно очищать и переплавлять для повторного-производства, что позволяет сократить добычу сырья и потребление энергии, что соответствует направлению экологически чистого и низко-углеродного развития аэрокосмической промышленности, а также дополнительно снижает отраслевые затраты.