航天领域有这样一句话,叫做“星等箭、箭等箱、箱等底”,说的是卫星的发射要等火箭,火箭的生产要等推进剂贮箱,而贮箱的制造速度,往往取决于箱底的供应。推进剂贮箱箱底,因为极易起皱和开裂,一直是航天制造业中棘手的卡点。
最近,大连理工大学机械学院高性能精密成形团队基于国际首创的“超低温成形技术”,成功实现了直径超两米的光板整体推进剂贮箱箱底的量产,将制造周期缩短了90%以上,有望为商业航天的高频次发射降本增效。

眼前这个直径超2米,厚度只有4毫米,外表光滑,形似“大锅盖”的金属构件,就是刚刚量产下线的新型火箭推进剂贮箱箱底。这样一块薄薄的材料,却要在火箭发射时巨大的振动和冲击下,稳定承受住几百吨燃料的压力,其难度就好像要用一张纸压住一口高压锅,对工艺要求极高。过去几十年,行业内采用的加工方式,或者焊缝多、可靠性差,或者材料浪费多、加工周期长。而依托自研的全球首台大型超低温成形设备,科研团队近期与国内企业合作,已实现“光板”整体箱底年产约1000件的量产能力。
利用这台设备,只要将4毫米薄板放进去,贮箱箱底就能一次成形,壁厚偏差小于0.3毫米,制造周期也由传统的一周以上,变成现在的几个小时,缩短90%以上。而支撑这套设备稳定运行的核心,正是团队此前首创的铝合金超低温成形技术。
这套工艺被团队形象地比作“擀饺子皮”,在约零下160度的超低温环境下,铝合金会变得像一块“筋道的面团”,既能被拉伸得更大、更薄,又不容易破裂、起皱。目前,这种新型箱底已先后随长征十二号、长征七号A遥十四运载火箭成功飞天。
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超低温成形技术;箱底;推进剂;火箭责任编辑:
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