新京报快讯 据中国航天科技集团微信公众号消息 ， 近日 ， 我国运载火箭新型贮箱研制接连取得新进展：中国航天科技集团有限公司一院集结国内优势力量 ， 先后成功研制出我国首个3.35米直径铝锂合金贮箱工程样机、复合材料贮箱原理样机 ， 将可进一步减轻箭体重量、提升火箭运力 。
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▲ 3.35米直径铝锂合金贮箱工程样机
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▲ 3.35米直径复合材料贮箱原理样机
“运载火箭的能力有多大 ， 航天的舞台就有多大 。 ”贮箱占箭体结构重量和空间50%以上 ， 其内部加注的燃料占火箭总重90%以上 。 贮箱的减重对提升火箭运载能力具有重要意义 。
前不久 ， 一院成功研制出我国首个3.35米直径铝锂合金火箭贮箱 ， 经各环节试验检测合格且性能良好 ， 初步具备工程应用条件 。 该贮箱采用了第三代高性能铝锂合金 ， 与当前国际主流铝铜合金贮箱相比 ， 强度提升30%左右 ， 同等条件下结构减重15%以上 。
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▲ 铝锂合金贮箱生产现场
按照材料划分 ， 铝合金材料贮箱分为第一代铝镁合金贮箱、第二代铝铜合金贮箱和第三代铝锂合金贮箱 。 相对于传统铝铜合金 ， 铝锂合金强度和刚度显著提升 ， 密度却下降了3%-5% ， 这对运力按克重计算价格的火箭来说弥足珍贵 。
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▲ 整体旋压成形3.35米直径铝锂合金贮箱箱底
由于铝锂合金的价格相对较高 ， 目前世界航天强国主要将铝锂合金用于火箭末级贮箱上 。 给火箭末级减重1公斤 ， 相当于火箭运载能力增加1公斤 。
后续 ， 我国3.35米铝锂合金贮箱拟主要应用在新一代运载火箭末级 ， 提升长征五号、长征七号、长征八号等火箭结构效率和运载能力 ， 同时为更大直径的重型火箭和新一代载人火箭研制奠定基础 。
除了金属材料 ， 复合材料的应用也可让贮箱大幅减重 。 1月22日 ， 我国首个3.35米直径复合材料贮箱原理样机在航天科技集团一院诞生 。 该贮箱主要应用在液氧环境下 ， 相比金属贮箱可减重30% ， 强度更高 ， 能够大幅提高火箭的结构效率和运载能力 ， 是一种新型轻质贮箱 。
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▲ 复合材料贮箱自动铺放工艺
复合材料的密度为1.7g/cm3左右 ， 铝锂合金密度为2.7g/cm3 ， 复合材料的比强度是铝锂合金的6倍 。 复合材料与当前火箭贮箱结构采用的金属材料相比 ， 具有密度更小、比强度更高、抗疲劳强度更好等优势 。
此外 ， 复合材料贮箱还具有生产工序少、周期短等优势 ， 可进一步降低火箭综合成本 。
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▲ 用于拆装复合材料组合式工装的型架
目前 ， 复合材料贮箱主要应用在特定的液氧环境下 ， 可用在火箭末级 。 后续 ， 研制团队还将对3.35米复合材料贮箱原理样机开展一系列的考核试验和评价 ， 进一步开展关键技术攻关 ， 提升复合材料贮箱的技术成熟度 ， 推进复合材料贮箱在火箭上的应用 ， 真正发挥复合材料贮箱在轻质高强方面的重大优势 ， 助力未来火箭结构大幅减重和运载能力的提升 。
【合金|我国成功研制两种新型火箭贮箱，可提升火箭运力】编辑 杨利
来源：中国航天科技集团微信公众号
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