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中鋁攻克重型火箭制造難題

  • 2016-9-29 15:37:53
  • 來源:長江鋁業網

前不久,中鋁西南鋁成功研制出重型運載火箭用10米級整體鋁合金環件,刷新世界整體鋁合金環件紀錄。這意味著我國深空探測裝備硬件能力得到大幅提升!

或許有人會問: 10米級整體鋁環的誕生對我國航天事業發展有何影響?

毫不夸張的告訴你:鋁環的直徑直接決定了火箭芯級直徑大小!制造重型火箭它必不可少!

不妨先看看下面一組數據:

不久前成功發射的長征七號運載火箭,標志著我國新一代運載火箭研制取得重大突破,將大幅提升我國進入空間的能力。長征七號的芯級直徑為3.35米。

今年下半年即將發射的長征五號運載火箭,作為我國新一代大推力運載火箭。被認為是我國從航天大國向航天強國邁進的重要標志之一。其芯級直徑從3.35米增加到5米。

曾因成功送阿波羅登月而聞名于世“土星5號”,芯級直徑10米,近地軌道運載能力118噸,是目前世界最大級運載火箭。

此次西南鋁成功研制的10米級超大鋁環作為連接重型運載火箭貯箱的筒段、前后底與火箭的箱間段之間的結構件,是決定火箭直徑大小的重要因素,是我國重型火箭研制能否取得新突破的關鍵材料!

10米級超級鋁環的誕生,讓我們離成功登月這個“小目標”更近了一步!

或許,不久的未來,登上火星也不是不可能!

為何研制10米鋁環?

以往型號產品的過渡環通常采用分段式鍛造,即把各部段之間焊接起來。考慮到重型火箭的過渡環直徑大,界面形式特殊且復雜,焊接時可能會產生瑕疵,繼而影響到未來執行任務,因而采用整體鍛造法制備過渡環。

2015年,西南鋁突破超大直徑整體鋁合金環件制造關鍵技術,成功研制出9米級世界最大級整體鋁合金環件,為后續重型運載火箭研制奠定了基礎,也為該結構件輕量化設計提供了技術支撐。

但隨著國家重型運載火箭工程不斷往前推進,對高性能大型鋁合金環件提出了更高要求,為搶占行業制高點,滿足國家航天工業發展需要,西南鋁迅速啟動10米級整體環件研制工作,在航天報國的路上再度發力奔跑。

研制10米鋁環究竟有何難?

“重型運載火箭箭體結構為超大型薄壁結構,具有幾何尺度大、結構剛度低、形狀精度高、服役環境苛刻等難點,這就意味著作為關鍵結構件的整體環件制造過程面臨全新的技術挑戰。”西南鋁總經理黎勇介紹。

相對于 9 米級整體鋁合金環件,10米級整體鋁合金環件要承受的重載、高沖擊、超低溫更甚,隨著直徑的加大,研制難度更大。

西南鋁研發人員解釋說:“我們做這個重型運載火箭環,光坯料就重達10噸,直徑10米,很多工序都超過了設備極限。它最難的在于鍛造制坯和軋制成型。比如我們做一個陶罐,它越大,制坯和圓形就越不好做。10米環也是同樣的道理,直徑越大,就越不容易把它的圓形做到位,它的軋制成型是我們要攻克的重大難關之一。”

此外,由于環件過于巨大,使得環件軋制參數的匹配協調非常困難,而且軋制過程難以控制。

為確保軋制成功,西南鋁成立起集眾多技術、生產、維護人員為一體的研發團隊,經過一年多的通力協作,終于成功攻克軋制成型等多項關鍵核心技術,軋制出直徑10米的超大尺寸鋁合金整體環件。據團隊研發人員闕基容透露,較之9米級整體環件,10米級整體環件指標性能更優,其尺寸完全滿足設計要求。

助力航天事業 西南鋁有擔當!

“10米級整體鋁合金環件軋制成功,在國內乃至世界都尚屬首例。多年來,西南鋁以保障國家需求為重任,緊緊瞄準國家航天事業發展前沿,大力實施科技創新,不斷加大重大關鍵和前瞻性技術開發,是我們在大型整體環件材料研制核心技術上不斷實現重大突破的關鍵。”西南鋁黨委書記、董事長張吉龍介紹。

近年來,西南鋁為我國“長征”系列火箭、“神舟”系列飛船、“嫦娥”系列探月衛星、國產大飛機、世界最大口徑射電望遠鏡等國家重大工程提供了大量關鍵材料,為我國國防建設和航空航天事業發展作出了突出貢獻。

此次,西南鋁成功軋制出重型運載火箭用10米級整體鋁合金環件,再次刷新世界整體鋁合金環件紀錄。這意味著我國深空探測裝備硬件能力得到大幅提升,西南鋁再一次實現了在超大型整體環件研制技術上的重大突破。

(管理員)



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