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近(jin)日，我國運載火箭(jian)新型(xing)貯箱(xiang)研制接(jie)連取得新進(jin)展：中國航天科(ke)技集(ji)團有(you)限公司一(yi)院集(ji)結國內優勢力量，先后成功研制出我國首個3.35米直徑鋁鋰(li)合金貯箱(xiang)工(gong)程樣機、復合材料貯箱(xiang)原理樣機，將可進(jin)一(yi)步減輕箭(jian)體重量、提(ti)升火箭(jian)運力。

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

“運載火箭(jian)的能力有多大(da)，航天的舞臺就有多大(da)。”貯(zhu)箱占箭(jian)體結構重(zhong)量和空(kong)間50%以(yi)上，其內(nei)部加注(zhu)的燃(ran)料占火箭(jian)總重(zhong)90%以(yi)上。貯(zhu)箱的減重(zhong)對提升(sheng)火箭(jian)運載能力具有重(zhong)要意義。

前不(bu)久，航天科技一院成功研制出(chu)我國(guo)首個3.35米直徑鋁鋰合(he)金火箭貯(zhu)箱(xiang)，經(jing)各環節試驗(yan)檢測合(he)格且性(xing)(xing)能良好(hao)，初(chu)步具(ju)備工(gong)程應(ying)用條件。該貯(zhu)箱(xiang)采用了第三代(dai)高性(xing)(xing)能鋁鋰合(he)金，與當前國(guo)際主流鋁銅合(he)金貯(zhu)箱(xiang)相比，強度提升(sheng)30%左右，同等(deng)條件下結構減(jian)重15%以上。

鋁鋰合金貯箱生產現場

按照材料劃分(fen)，鋁(lv)合金材料貯(zhu)(zhu)(zhu)箱分(fen)為第一代鋁(lv)鎂(mei)合金貯(zhu)(zhu)(zhu)箱、第二(er)代鋁(lv)銅(tong)合金貯(zhu)(zhu)(zhu)箱和第三代鋁(lv)鋰合金貯(zhu)(zhu)(zhu)箱。相對(dui)于傳統鋁(lv)銅(tong)合金，鋁(lv)鋰合金強度和剛度顯著(zhu)提(ti)升，密度卻下降了3%-5%，這(zhe)對(dui)運力按克(ke)重計算(suan)價格的火箭來說彌足(zu)珍貴。

整體旋壓成形3.35米直徑鋁鋰合金貯箱箱底

由(you)于鋁鋰(li)(li)合(he)金(jin)的價格相對(dui)較高，目(mu)前(qian)世界航(hang)天強國(guo)主(zhu)要將鋁鋰(li)(li)合(he)金(jin)用于火箭末級貯箱上。給火箭末級減重(zhong)1公(gong)斤，相當于火箭運載能(neng)力增加1公(gong)斤。

后續，我國3.35米鋁(lv)鋰合金貯箱擬主要應用(yong)在新一(yi)代(dai)運(yun)載火箭(jian)末級(ji)，提升長(chang)征(zheng)五號(hao)、長(chang)征(zheng)七號(hao)、長(chang)征(zheng)八號(hao)等火箭(jian)結構效率和運(yun)載能力，同(tong)時(shi)為更大直徑的重型火箭(jian)和新一(yi)代(dai)載人火箭(jian)研制(zhi)奠定基礎(chu)。

除(chu)了(le)金屬材(cai)料，復合材(cai)料的(de)應用(yong)(yong)也可讓貯(zhu)箱(xiang)大幅減(jian)重。1月22日(ri)，我國(guo)首(shou)個3.35米直徑復合材(cai)料貯(zhu)箱(xiang)原(yuan)理樣(yang)機在航天科技集團一(yi)院誕生(sheng)。該貯(zhu)箱(xiang)主要應用(yong)(yong)在液(ye)氧環境下(xia)，相比(bi)金屬貯(zhu)箱(xiang)可減(jian)重30%，強度更高(gao)，能(neng)夠(gou)大幅提高(gao)火(huo)箭的(de)結(jie)構效率和運載(zai)能(neng)力，是(shi)一(yi)種新(xin)型輕質貯(zhu)箱(xiang)。

復合材料貯箱自動鋪放工藝

復(fu)合材(cai)料的(de)密度(du)(du)(du)為1.7g/cm3左(zuo)右，鋁鋰合金密度(du)(du)(du)為2.7g/cm3，復(fu)合材(cai)料的(de)比強(qiang)度(du)(du)(du)是鋁鋰合金的(de)6倍(bei)。復(fu)合材(cai)料與當前火箭貯箱結構(gou)采用的(de)金屬(shu)材(cai)料相比，具有密度(du)(du)(du)更小、比強(qiang)度(du)(du)(du)更高、抗疲勞強(qiang)度(du)(du)(du)更好等優勢。

此外，復合材料貯(zhu)箱(xiang)還具有(you)生產工序少、周期短等優勢，可(ke)進一步降低火箭綜(zong)合成本。

用于拆裝復合材料組合式工裝的型架

目前，復(fu)合(he)材(cai)料貯箱(xiang)(xiang)主要應用(yong)在(zai)特定的(de)液氧(yang)環境下，可用(yong)在(zai)火箭末(mo)級。后續，研制(zhi)團隊還將對3.35米復(fu)合(he)材(cai)料貯箱(xiang)(xiang)原理(li)樣機開(kai)展(zhan)一系(xi)列(lie)的(de)考核試驗和(he)評(ping)價，進(jin)一步開(kai)展(zhan)關鍵(jian)技術攻關，提升復(fu)合(he)材(cai)料貯箱(xiang)(xiang)的(de)技術成熟度，推(tui)進(jin)復(fu)合(he)材(cai)料貯箱(xiang)(xiang)在(zai)火箭上的(de)應用(yong)，真正(zheng)發揮復(fu)合(he)材(cai)料貯箱(xiang)(xiang)在(zai)輕質高強方面(mian)的(de)重大優勢，助力(li)未來火箭結構大幅減重和(he)運載能力(li)的(de)提升。

【責任編輯(ji)：趙藝涵(han)】