中新社北京11月6日電 (郭超凱)據中國運載火箭技術研究院6日消息,近日,該院703所牽頭聯合總體設計部研製出中國首個“3.35米鋁鋰合金箱底”。該箱底為整體成形,一條焊縫都沒有,而且材料實現升級換代,標誌着中國運載火箭貯箱製造技術取得重大突破,為中國重型運載火箭、新一代載人火箭等的研製提供重要技術支撐。
在中國現役火箭上,每一個火箭的燃料貯箱都有兩個箱底。每個箱底,看上去就像半個西瓜,傳統工藝是由8個瓜瓣兒、1個頂蓋和1個過渡環“拼焊”而成,每個箱底上一共有10條主焊縫。
中國運載火箭技術研究院703所旋壓專項副主任工程師温濤介紹,一枚火箭上通常有26個箱底,約有260道焊縫,總長度將近一千米。焊縫破壞了材料的連續性,是整個箱底最薄弱的環節。焊接中容易產生氣孔、變形、裂紋等缺陷,影響箱底可靠性和合格率。取消焊縫後,火箭能夠減重60公斤。
温濤介紹,“3.35米鋁鋰合金箱底”採用整體旋壓成形工藝,就是一塊板材在一個數控程序內、通過一個模具、歷經一次裝卡,一步成形、整體成形。整體旋壓成形,製造工序少、週期短,而且可靠性高,整個箱底上沒有一道焊縫。原來一個箱底的生產週期要兩三個月,現在15天到20天就能完成。
在國際上,鋁鋰合金箱底代表了運載火箭貯箱的發展方向,整體旋壓工藝更是大勢所趨,但其整體成形難度很大,目前只有美國、日本、歐洲掌握這項技術。
鋁鋰合金是一種先進的輕量化結構材料,最大的優勢是密度小、強度高。採用這種材料,能讓箭體結構減重15%以上,運載效率提升20%。703所通過上百次試驗和大量精確計算,攻克箱底變形抗力、成形温區、成形路徑、變形量與道次分配4大技術難關,試製的第一個鋁鋰合金箱底便獲得成功。
温濤表示,“鋁鋰合金箱底整體旋壓成形”工藝的成功掌握,將為中國重型運載火箭、新一代載人火箭等的研製提供重要技術支撐。攻克“3.35米鋁鋰合金箱底”的成形工藝只是第一步。後續,他們還將繼續試製“5米鋁鋰合金箱底”,並實現火箭箱底由有模具成形到無模具成形的跨越。(完)