Hợp kim Ti-6Al-4V được sử dụng rộng rãi làm vật liệu vỏ của động cơ tên lửa giai đoạn đầu tại Hoa Kỳ. Hợp kim này cũng được sử dụng trong: thùng chứa tên lửa lỏng hình trụ khổng lồ; nhiều vỏ động cơ hình cầu và hình bầu dục cho tên lửa đạn đạo xuyên lục địa và tên lửa "Minuteman", v.v. Mặt khác, vì Ti-6Al-4VELI và Ti-5Al-2 Các hợp kim .5SnELI có hàm lượng các nguyên tố xen kẽ thấp, đặc biệt là oxy và có thể được sử dụng ở nhiệt độ cực thấp, các hợp kim này được sử dụng làm thùng chứa hydro lỏng cho tên lửa và tên lửa, và cho tàu vũ trụ "Mercury" Và mô-đun kín khí của " Gemini" và các bộ phận cấu trúc chính của tàu vũ trụ "Apollo" đã hạ cánh thành công trên mặt trăng.
Ngoài việc sử dụng titan nguyên chất công nghiệp, Ti-6Al-4V, Ti-5Al-2.5Sn, Ti-6Al{{6} }VELI và Ti-5Al-2.5SnELI trong titan và hợp kim titan được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ, ngoài ra còn có Ti-7Al-4Mo, Ti{{12 }}Al-2.5V, Ti-13V-1Cr-Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al , và vật liệu composite Ti/B-Al.
Tàu con thoi là tàu vũ trụ có người lái sớm nhất trên thế giới có thể được sử dụng nhiều lần. Quá trình phát triển bắt đầu vào năm 1972 và chuyến bay đầu tiên thành công vào năm 1981. Tàu vũ trụ bao gồm một máy bay có cánh nhỏ, thùng chứa nhiên liệu bên ngoài dài 47m và 2 tên lửa đẩy nhiên liệu rắn tổng cộng 500 tấn.
Tàu vũ trụ quỹ đạo dài 37m và nặng khoảng 68 tấn. Kích thước này gần bằng máy bay vận tải phản lực DC-9. Đây là tàu vũ trụ có người lái lớn nhất cho đến nay. Khoang chở hàng của nó dài 18m, đường kính 5m và có thể vận chuyển 29,5 tấn hàng hóa lên quỹ đạo Trái đất.
Tàu con thoi có thể được phóng như tên lửa, và giống như tàu vũ trụ, nó có thể bay theo quỹ đạo với độ cao tối đa 1000km và có thể lướt và hạ cánh như máy bay mà không cần lực đẩy. Tàu con thoi này thực chất là một con tàu vận chuyển không gian, vì vậy một trong những thông số để đánh giá tính hữu dụng của nó là lượng trọng tải được vận chuyển giữa trái đất và quỹ đạo của trái đất. Để tối đa hóa trọng tải này, hợp kim titan là vật liệu quan trọng cho các bộ phận động cơ hàng không vũ trụ.
Tuổi thọ thiết kế của tàu vũ trụ quay quanh quỹ đạo là 100 chuyến bay và mỗi chuyến bay ở trong không gian từ 7 đến 30 ngày. Tàu vũ trụ có người lái, vì vậy nó được thiết kế để thích ứng với môi trường không gian (chân không, chênh lệch nhiệt độ quá lớn trên quỹ đạo, nhiệt khi quay trở lại bầu khí quyển, v.v.), và được sử dụng nhiều lần.
1. Bình cao áp
Hợp kim titan được sử dụng ở nhiều nơi vì chúng có thể giảm trọng lượng tổng thể của các phương tiện quay quanh tàu vũ trụ. Phần sử dụng chính của titan là bình chứa áp suất cao chứa đầy nhiên liệu và khí đốt cần thiết. Hộp chứa bằng hợp kim titan nhẹ đã được phát triển thành công trên tàu vũ trụ Gemini và tàu vũ trụ Apollo của NASA, sử dụng hợp kim Ti-6Al-4V. Bình áp suất sắt trên tàu vũ trụ Apollo thực sự đã sử dụng một thiết kế chưa từng có với hệ số an toàn là 1,5, trước đây được thiết kế với hệ số an toàn là khoảng 4. Để giảm thêm trọng lượng của bình chứa áp suất cao của quỹ đạo tàu con thoi, phương pháp thêm sợi chim sẻ trắng lên bề mặt của thùng chứa titan thành mỏng được áp dụng.
Bình chịu áp lực để chứa khí nén. Vệ tinh "Prowler" và tên lửa đẩy dùng chung 14 thùng chứa titan, giúp giảm khối lượng 272kg.
Một bình chịu áp lực để lưu trữ nhiên liệu đẩy lỏng. Khoảng 50 bình chịu áp lực đã được sử dụng trên tàu vũ trụ "Apollo", 85% trong số đó được làm bằng titan. Hercules Ⅲ động cơ giai đoạn chuyển tiếp, trọng lượng giảm 35% sau khi chuyển sang thùng nhiên liệu đẩy hợp kim titan.
2. Vỏ động cơ
Vỏ động cơ tên lửa nhiên liệu rắn. Động cơ tên lửa giai đoạn hai của tên lửa liên lục địa "Minuteman" sử dụng hợp kim Ti64 để giảm trọng lượng từ 30% đến 40%.
Vỏ động cơ tên lửa nhiên liệu lỏng. Vỏ áp lực của buồng đốt của động cơ giảm dần mô-đun mặt trăng "Apollo" được làm bằng hợp kim Ti64.
3. Các bộ phận kết cấu khác nhau
Có 7 loại lớp hợp kim titan được sử dụng trong tàu vũ trụ "Gemini" và 570kg bộ phận titan được sử dụng, chiếm 84% trọng lượng cấu trúc. Giá đỡ, đồ gá và ốc vít của tàu vũ trụ "Apollo" đều được làm bằng titan, sử dụng tổng cộng 68 tấn titan.
4. Đường ống thủy lực
Đường ống áp suất dầu của tàu con thoi sử dụng ống liền mạch làm bằng hợp kim Ti-3Al-2.5V. Do sử dụng hợp kim này, trọng lượng có thể giảm hơn 40%. Để giảm độ nhạy cảm với gãy mỏi và cải thiện tuổi thọ thực tế của hệ thống, nhiều bộ phận lắp ráp ống sử dụng tạo hình tự động.
