中国运载火箭技术研究院近日宣布了一项重大突破:我国首件重型运载火箭十米级直径不锈钢贮箱样机已成功研制。这一成果不仅标志着我国在超大直径不锈钢贮箱技术领域取得了关键性进展,更为长征九号超重型火箭的研发奠定了坚实基础。
传统上,火箭箭体和燃料储箱很少采用不锈钢材质,因其密度大、重量沉。然而,随着马斯克的SpaceX公司成功在星舰和猎鹰9号上使用不锈钢,这一趋势开始发生改变。不锈钢材料因其重复使用性、低成本和快速制造的优势,在大直径低温推进剂贮箱上展现出广阔的应用前景。
自决定采用不锈钢材料以来,重型运载火箭研发团队在材料选择、设计、制造和考核等多个方面进行了深入研究和攻关。他们采用“小步快跑,快速迭代”的策略,不断推进不锈钢贮箱的研制工作,并在这一过程中取得了多项技术创新。
不锈钢贮箱的研制过程中,团队面临了诸多挑战。与传统的铝合金贮箱相比,不锈钢贮箱具有加工难度大、易失稳、焊接易变形等特点。然而,研发团队并未退缩,他们积极探索低成本、高效率的新型不锈钢贮箱生产模式,成功突破了多项关键技术瓶颈。
在设备研发方面,团队研制了具有定位保形功能的箱底焊接装置,确保了焊接精度和稳定性;开发了适用于大直径箱底组件翻转的专用吊具,提高了生产效率;同时,构建了箱体立式装配焊接系统,为贮箱的装配焊接提供了有力保障。
在工艺探索方面,团队成功解决了不锈钢材料焊接变形后的矫形问题,验证了不锈钢结构件在极端装配条件下的焊接工艺性,并突破了大型不锈钢异型结构件的装配焊接技术及成形技术。这些技术创新确保了贮箱的整体质量和性能。
此次下线的十米级直径不锈钢贮箱,预计将成为长征九号重型运载火箭的重要组成部分。长征九号作为我国未来深空探测、载人登月和星际航行的关键装备,其规模宏大,预计高度将超过100米,芯级直径达到十米级,起飞质量可达数千吨。如此强大的运载能力,将使我国能够执行更远距离、更大规模的航天任务。
长征九号火箭的研制工作正在稳步推进。除了不锈钢贮箱的成功研制外,发动机、箭体结构、控制系统等关键技术领域也取得了重要进展。科研人员正在全力攻关高性能、大推力发动机技术,以确保长征九号拥有强大的动力支持。同时,箭体结构设计和控制系统也在不断优化,以提高火箭的结构强度、可靠性和运载效率。