在火箭發射中,大家最關注的往往都是火箭發動機,因為其推力大小決定火箭是否能將多重貨物送上太空。然而在火箭發射的過程中,有一個非常關鍵的部件也是非常重要,沒它的存在,火箭發動機就不可能發揮其威力,這就是火箭貯箱。
火箭貯箱用於貯存液氧、液氫、煤油等火箭燃料和氧化劑,為發動機提供燃料供應。4月7日,中國航太科技集團一院宣佈,我國首個採用不鏽鋼材質的5米大直徑火箭貯箱正式完成研製並下線。
這一突破不僅刷新了我國大尺寸火箭貯箱研製速度紀錄,更標誌著我國在航太核心部件自主化生產領域邁出關鍵一步,為後續重型運載火箭及可重複使用航太器的研製奠定重要基礎。
火箭作為航太事業的基石,其性能的提升直接關係到航太探索的深度與廣度。作為箭體結構核心的火箭貯箱,承擔著儲存推進劑並維持箭體剛度的關鍵任務,其重量佔比更是超過全箭的一半。近年來,我國在火箭貯箱技術上取得了顯著突破,標誌著航太關鍵部件研發進入新階段。
此次下線的5米不鏽鋼貯箱,是對傳統鋁合金材料的一次重大革新。不鏽鋼材料憑藉更高的強度與耐高溫特性,有效提升火箭的運載效率,同時顯著降低重複使用維護成本,為可回收火箭技術的發展提供了新的可能性。
材料突破的同時,工藝創新也至關重要。項目團隊攻克了不鏽鋼薄壁焊接變形控制、異形結構精密成型等12項技術難題,展現了我國在高端製造領域的實力。自主研發的數位化焊接系統,實現了焊縫品質的智能監控,並將焊接合格率提升至99.6%,遠超行業標準,為火箭結構的可靠性提供了堅實保障。
不鏽鋼火箭貯箱的成功研製,是材料與工藝協同創新的結果。它不僅標誌著我國在火箭核心部件研發上取得了突破性進展,更預示著我國在航太領域將擁有更強的競爭力,為未來的航太探索奠定堅實基礎。
為應對高密度發射任務對貯箱產能的迫切需求,中國運載火箭技術研究院(一院)創新性地採用“設計-生產-試驗”三線並行管理模式,顯著提升了貯箱的研製效率。
該模式的核心在於數位孿生技術的應用。通過構建虛擬驗證平臺,將傳統需多次物理試驗的流程簡化為一次數位化模擬驗證,實現了“小步快跑、極速反覆運算”的研製思路。此舉將單個貯箱的研製週期從原有的6個月大幅縮減至60天,生產效率提升高達300%。
據專案總師介紹,該模式依託覆蓋21個環節的數位化閉環系統,實現了各工序數據的即時反饋和跨部門的零時差協同。該系統將數據上傳至雲端平臺,保證了資訊的透明性和可追溯性。
更為重要的是,該模式已形成標準化的流程包,具備快速複製推廣至其他型號研製的能力,為中國航太事業的加速發展奠定了堅實的基礎。該項創新標誌著中國在航太製造領域邁出了重要一步。
軍用技術向民用領域的轉化,是技術進步的重要推動力。文中所述的貯箱研製成果,便體現了這種良性迴圈。
研製過程中湧現的超大規格板材軋制、智慧焊接機器人集群等18項技術成果,已成功向民用領域溢出,其中不鏽鋼精密旋壓技術與智慧焊接系統分別應用於核電站壓力容器製造和船舶生產,預計每年可帶來超過20億元的經濟效益。
更值得關注的是,此次技術突破與今年三月公佈的10米級貯箱技術形成了清晰的梯度發展格局。5米不鏽鋼貯箱的技術提升,著眼於現役火箭的性能優化;而10米級貯箱的研發,則面向未來重型運載火箭的戰略需求。
兩者互相補充,形成遠近結合、現實與未來兼顧的戰略佈局,共同構築起我國運載火箭發展的“動力雙引擎”。這種梯度發展模式,不僅體現了我國航天技術發展的穩健策略,也預示著我國在航太領域的持續創新能力。
隨著該型貯箱技術成熟,我國新一代載人火箭近地軌道運載能力預計提升15%,足以支撐空間站擴展艙段建設需求。更為重要的是,它為正在研製的可重複使用運載器提供了關鍵技術支援,使單次發射成本有望降低40%。
中國航太科技集團相關負責人表示,這項突破不僅是材料科學的勝利,更是中國航太研製體系數字化轉型的成功實踐。從追趕者到並跑者,我國正以自主創新的加速度,向著建設航太強國的目標穩步前行。