航天科技集团今天宣布,我国运载火箭新型贮箱研制接连取得新进展,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,可以进一步减轻箭体重量、提升火箭运力。
运载火箭贮箱就是存储燃料的地方,可以占到箭体结构重量和空间的50%以上,内部加注的燃料占火箭总重90%以上,因此,贮箱的减重对提升火箭运载能力具有重要意义。
前不久,航天科技集团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,性能良好,初步具备工程应用条件。
它采用了第三代高性能铝锂合金,与当前国际主流的铝铜合金贮箱相比,强度提升30%左右,同等条件下结构减重15%以上。
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、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%,对运力按克重计算价格的火箭来说弥足珍贵。
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,而火箭末级减重1公斤,就相当于火箭运载能力增加1公斤。
据悉,3.35米铝锂合金贮箱未来计划主要用于新一代运载火箭末级,包括长征五号、长征七号、长征八号,以及未来更大直径的重型火箭、新一代载人火箭。
另外在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。
它主要用于液氧环境,相比金属贮箱可减重30%,而且强度更高,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。
复合材料的密度为1.7g/cm3左右,大大低于铝锂合金的2.7g/cm3,而强度是铝锂合金的6倍,具有密度更小、比强度更高、抗疲劳强度更好、生产工序少、周期短等优势。
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。
复合材料贮箱自动铺放工艺