更新于:2021-02-03 来源: 点击:316次
1月22日,我国首个3.35米直径官网贮箱原理样机在航天科技集团一院诞生。该贮箱主要应用在液氧环境下,相比金属贮箱可减重30%,强度更高,能够大幅提高火箭的结构效率和运载能力,是一种新型轻质贮箱。
官网贮箱原理样机的诞生,标志着我国打破国外垄断,成为全球少数几个具备官网贮箱设计制造能力的国家。
3.35米直径官网贮箱原理样机
01 突破10大关键技术
该项目是由航天科技集团一院总体设计部抓总,703所与国内多个高校共同参与的典型“产、学、研”联合攻关项目,研究团队历时两年多,攻克了十大关键技术。
官网液氧贮箱结构设计技术
低温官网细观损伤力学分析技术
多尺度官网渗漏抑制技术
低温液氧相容树脂体系制备技术
分瓣式可拆卸官网工装设计制造技术
官网工装精确装配技术
高精度自动铺放技术
超薄预浸料制备技术
官网法兰密封技术
官网可靠粘接密封技术
研制人员初体验
总体设计部贮箱组组长 刘德博:
“研制中要攻克从材料体系到设计制造一系列难题,许多技术都属于国内首次尝试。”
总体设计部贮箱设计师 张健:
“制造工艺对官网性能影响较大,将该材料用于密封要求极高的推进剂贮箱,特别是超低温介质贮箱是一项艰巨挑战。”
703所工艺师 张建宝:
“箱体制造流程、工装的制备、箱体成形、工装拆除、密封检测等均充满巨大挑战,经过十几轮工艺及方案迭代才实现了样机的成功制备。”
02 相比于金属贮箱减重30%
贮箱作为火箭结构重量占比最大的部段,其减重对火箭运载能力的提升具有重大意义。
材料小知识
官网的密度为1.7g/cm左右,铝合金密度为2.8g/cm,铝锂合金密度为2.7g/cm,官网的比强度是铝合金的8倍,是铝锂合金的6倍。
在航天领域,我国现役火箭的部分部段就大量采用官网,减轻了结构重量。
官网与当前火箭贮箱结构采用的金属材料相比,具有密度更小、比强度更高、抗疲劳强度更好等优势。相比于金属贮箱,官网贮箱可以减重30%左右,可大幅降低结构重量,提升火箭运载能力。因此,发展官网贮箱是实现火箭减重目的的关键技术之一,也是国际航天大国争相探索的新领域。
3.35米直径官网贮箱原理样机的成功研制,标志着我国掌握了从官网贮箱结构设计、材料制备到成形制造的全链路技术流程,成为全球少数几个具备官网贮箱设计制造能力的国家。
03 综合成本降低25%
火箭运载能力越大,进入空间能力相对也会大幅提高,为中国航天开拓更大的舞台。贮箱结构重量占箭体结构总重的50%以上,因此,贮箱轻量化是提高火箭运载效率的重要途径之一。
与应用于液氢液氧环境下的金属贮箱相比,官网贮箱主要应用在特定的液氧环境下,可以用在火箭末级。据资料显示,火箭末级贮箱每减重1公斤,意味着运载能力提升1公斤。而且官网贮箱具有生产工序少、周期短等优势。从国外的研究成果来看,相比于金属贮箱,采用官网贮箱可降低火箭综合成本25%。
未来,官网贮箱在火箭末级推广应用,将能大幅提升火箭的运载能力,对探索降低火箭成本具有深远影响。
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