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近日，我國(guo)運載火(huo)箭(jian)新(xin)型貯箱研(yan)制接連取得新(xin)進(jin)展：中國(guo)航天科技集團(tuan)有(you)限公(gong)司一(yi)院集結國(guo)內優勢力(li)量，先后成功(gong)研(yan)制出我國(guo)首個(ge)3.35米直徑鋁鋰合(he)金(jin)貯箱工程樣機、復合(he)材料(liao)貯箱原理樣機，將可進(jin)一(yi)步減輕箭(jian)體重量、提升(sheng)火(huo)箭(jian)運力(li)。

3.35米直徑鋁鋰合金貯箱工程樣機

3.35米直徑復合材料貯箱原理樣機

“運(yun)載火箭(jian)的(de)能力有(you)多(duo)大，航(hang)天的(de)舞臺就(jiu)有(you)多(duo)大。”貯(zhu)箱占箭(jian)體結構重(zhong)量和空(kong)間50%以上(shang)，其內部(bu)加注的(de)燃料占火箭(jian)總重(zhong)90%以上(shang)。貯(zhu)箱的(de)減重(zhong)對(dui)提升火箭(jian)運(yun)載能力具有(you)重(zhong)要意義。

前不久(jiu)，航(hang)天科技一院成功研(yan)制(zhi)出我國首個3.35米(mi)直徑鋁(lv)鋰合金火箭貯箱(xiang)，經各環節試驗檢測(ce)合格(ge)且性(xing)能良好(hao)，初步具備工程應用(yong)條(tiao)件。該貯箱(xiang)采用(yong)了(le)第三代高性(xing)能鋁(lv)鋰合金，與(yu)當前國際主流鋁(lv)銅合金貯箱(xiang)相比(bi)，強度提升(sheng)30%左右，同等條(tiao)件下結構減重15%以上。

鋁鋰合金貯箱生產現場

按(an)(an)照(zhao)材料劃分，鋁(lv)合(he)金(jin)(jin)材料貯(zhu)(zhu)箱(xiang)(xiang)分為第一代鋁(lv)鎂合(he)金(jin)(jin)貯(zhu)(zhu)箱(xiang)(xiang)、第二代鋁(lv)銅合(he)金(jin)(jin)貯(zhu)(zhu)箱(xiang)(xiang)和第三代鋁(lv)鋰合(he)金(jin)(jin)貯(zhu)(zhu)箱(xiang)(xiang)。相對于傳統鋁(lv)銅合(he)金(jin)(jin)，鋁(lv)鋰合(he)金(jin)(jin)強(qiang)度和剛度顯著提升，密度卻下降了3%-5%，這對運力按(an)(an)克重計算(suan)價格的火箭來說(shuo)彌(mi)足珍貴。

整體旋壓成形3.35米直徑鋁鋰合金貯箱箱底

由于鋁鋰(li)合金的價格相(xiang)對較高，目(mu)前世界航天強國主要將鋁鋰(li)合金用于火箭末(mo)級(ji)貯(zhu)箱上。給火箭末(mo)級(ji)減重1公斤(jin)，相(xiang)當(dang)于火箭運載(zai)能(neng)力增加1公斤(jin)。

后續，我國(guo)3.35米鋁鋰合金貯(zhu)箱(xiang)擬主要應(ying)用在新一代運載火箭(jian)末級，提(ti)升長(chang)(chang)征(zheng)五(wu)號(hao)、長(chang)(chang)征(zheng)七號(hao)、長(chang)(chang)征(zheng)八(ba)號(hao)等火箭(jian)結(jie)構效(xiao)率和運載能(neng)力，同(tong)時(shi)為更大(da)直徑的重型火箭(jian)和新一代載人(ren)火箭(jian)研制奠(dian)定基礎(chu)。

除了金屬材料(liao)，復合材料(liao)的應(ying)用(yong)也可(ke)讓(rang)貯(zhu)箱(xiang)(xiang)大(da)幅減(jian)重。1月22日，我國首個3.35米(mi)直(zhi)徑(jing)復合材料(liao)貯(zhu)箱(xiang)(xiang)原理樣機(ji)在航天科技集團一(yi)院誕生。該貯(zhu)箱(xiang)(xiang)主要應(ying)用(yong)在液氧環境下，相比金屬貯(zhu)箱(xiang)(xiang)可(ke)減(jian)重30%，強度更高，能(neng)夠大(da)幅提高火箭(jian)的結構效率(lv)和運載能(neng)力，是一(yi)種新型輕質(zhi)貯(zhu)箱(xiang)(xiang)。

復合材料貯箱自動鋪放工藝

復(fu)合(he)材(cai)料(liao)的密(mi)度(du)(du)為1.7g/cm3左右，鋁鋰合(he)金密(mi)度(du)(du)為2.7g/cm3，復(fu)合(he)材(cai)料(liao)的比強度(du)(du)是鋁鋰合(he)金的6倍。復(fu)合(he)材(cai)料(liao)與當前火箭(jian)貯箱結構采用的金屬(shu)材(cai)料(liao)相比，具有密(mi)度(du)(du)更小、比強度(du)(du)更高、抗(kang)疲勞強度(du)(du)更好等優勢。

此外，復合材(cai)料貯(zhu)箱還具有(you)生產工序少、周期短(duan)等(deng)優勢(shi)，可進一步降低火箭綜合成(cheng)本(ben)。

用于拆裝復合材料組合式工裝的型架

目前，復(fu)合(he)材料(liao)(liao)貯箱(xiang)主要應用在(zai)特(te)定(ding)的液氧環境(jing)下，可用在(zai)火(huo)箭末級。后續，研制團隊還(huan)將對3.35米復(fu)合(he)材料(liao)(liao)貯箱(xiang)原(yuan)理樣(yang)機開展(zhan)一系列的考核試驗和評(ping)價(jia)，進一步開展(zhan)關鍵技(ji)術(shu)攻關，提升(sheng)復(fu)合(he)材料(liao)(liao)貯箱(xiang)的技(ji)術(shu)成熟度，推進復(fu)合(he)材料(liao)(liao)貯箱(xiang)在(zai)火(huo)箭上的應用，真正發揮復(fu)合(he)材料(liao)(liao)貯箱(xiang)在(zai)輕質高強(qiang)方(fang)面的重(zhong)大優勢，助力未(wei)來火(huo)箭結構大幅減重(zhong)和運載(zai)能力的提升(sheng)。

【責任(ren)編(bian)輯：趙藝涵】