這項「黑科技」將為我國新一代載人火箭提供重要技術支撐

據微信公眾號「中國運載火箭技術研究院」11月6日消息，近日，火箭院703所牽頭，聯合總體設計部研製出我國首個「3.35米鋁鋰合金箱底」。該箱底為整體成形，一條焊縫都沒有，而且材料實現了升級換代，標誌著我國運載火箭貯箱製造技術取得重大突破！

3.35米鋁鋰合金箱底旋壓件 

火箭箱底上有260道焊縫

在我國現役火箭上，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。算下來，每個箱底上一共有10條主焊縫。

瓜瓣兒「拼焊」而成的貯箱箱底

703所旋壓專項副主任工程師溫濤介紹，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。

焊縫由於破壞了材料的連續性，是整個箱底上最薄弱的環節。焊接中容易產生氣孔、變形、裂紋等缺陷，影響箱底的可靠性和合格率。而焊縫一旦開裂，甚至會導致燃料洩漏，影響火箭發射成敗。因此，每一個箱底在交付前，都要經過嚴格的質量檢驗。

「而且，焊縫的部位比較厚，這樣就會增加火箭的重量。取消焊縫後，火箭能夠減重60公斤。」溫濤說。

變「拼焊」為「整體成形」

之所以會有焊縫的產生，是由於採用的是「拼焊」的生產工藝。焊接前，每一個瓜瓣、頂蓋還要歷經下料、淬火、拉深成形、修整等十多道工序。因此，火箭箱底一直是火箭貯箱部組件中結構最複雜、製造難度最大、生產周期最長的產品。

一次旋壓成形的鋁鋰合金箱底

溫濤介紹，「3.35米鋁鋰合金箱底」採用的是整體旋壓成形工藝，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、周期短，而且可靠性高，整個箱底上沒有一道焊縫。原來，一個箱底的生產周期要兩三個月，現在15天到20天就能完成。

為重型火箭、新一代載人火箭

研製提供重要支撐

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。

一直以來，我國運載火箭貯箱應用的都是第一至三代的常規鋁合金材料，第四代鋁鋰合金材料一直未能得到成功應用。

試製的第一個鋁鋰合金箱底

溫濤介紹，鋁鋰合金是一種先進的輕量化的結構材料，它最大的優勢就是密度小、強度高。採用這種材料，能夠讓箭體結構減重15%以上，運載效率提升20%，這對提升運載能力要求較高的大型運載火箭來說具有重要意義。

而相比常規鋁合金，鋁鋰合金卻不易成形，整體成形就更難了。703所通過上百次的試驗和大量的精確計算，攻克了箱底變形抗力、成形溫區、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就獲得成功。

3.35米鋁鋰合金箱底旋壓件

「鋁鋰合金箱底整體旋壓成形」工藝的成功掌握，將為我國重型運載火箭、新一代載人火箭等的研製提供重要技術支撐。

溫濤介紹，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。