3.8米箭体直径、5.2米卫星整流罩……长征十二号“新”力量挺进商业发射市场

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2024年11月30日,由中国航天科技集团有限公司八院抓总研制的长征十二号运载火箭在海南商业航天发射场二号工位成功完成“首秀”,标志着长征十二号运载火箭成为长征家族的新成员。八院149厂发挥“新”力量,通过新工艺、新材料、新产品、新技术激发潜在能量,从而挺进商业发射市场。

新工艺升级:3.8米让火箭更“壮实”

中国航天科技集团有限公司八院149厂张志超介绍:“长征十二号运载火箭贮箱既减重又扩容,不仅依靠新材料的应用,还得依赖于新工艺的升级。这就像举重运动,每增加一个级别就要有不一样的训练方式。”

众所周知,火箭贮箱的材料就好比运动员的筋骨,既要筋骨“硬朗”,还要“身轻如燕”,这才能有效提升运载火箭的运载能力。为此,149厂采用了高性能铝锂合金材料制造贮箱,通过各专业的协同,完成铝锂合金热处理、钣金成形、化铣、表面处理、焊接等系列技术攻关,成功研制国内首个运载火箭铝锂合金贮箱产品,使二级贮箱主结构减重近30%,整体结构减重15%左右。

与此同时,为在原有的3.35米贮箱箱底的基础上研制3.8米贮箱整体底,149厂迅速组建了一支整体底攻关团队,采用数字仿真分析方法,通过原理样件试验验证,确定成形工艺窗口,优化工艺参数,形成成熟的工艺流程,成功制造国际上第一个3.8米级超低温成形整体箱底。

新产品交付:5.2米卫星整流罩研制攻关

仔细打量长征十二号运载火箭的卫星整流罩,他高大的“个子”和“单薄”的身形呈现鲜明对比。如何让“单薄”的材料为卫星撑起一个安逸的“家”是149厂长征十二号运载火箭团队必须跨过的“坎”。

为了让复合材料成为“拳头产品”,149厂根据长征十二号运载火箭卫星整流罩设计要求,组建专项攻关团队,将其从4.2米拓展到5.2米,实现产品“优化升级”。中国航天科技集团有限公司八院149厂武梦瑶说:“5.2米卫星整流罩主体采用复合材料,具有重量轻、全透波性的特点,现有结构形式装配变形小、解锁可靠性高。”

为了确保整流罩合罩更精确、更高效,149厂研制一台5.2米大尺寸全自动合罩装置,攻克大尺寸柔性薄壁结构六自由度调姿技术难题,实现超长超宽薄壳体水平对接、翻转、水平合罩动作调整。在整流罩合罩工作中,总装团队可以通过自动化设备使得左右两半的整流罩缓缓得向卫星靠近,从而提升总装可靠性和安全性。

新技术应用:让氦气气瓶在贮箱内“安家”

近几年,149厂技术的运用和攻关紧紧朝着“一切为发展所需”的方向出发,瞄准我国运载火箭批量化生产的迫切需求,不断开展新技术的更迭及应用。作为一款使用液氧的火箭,长征十二号运载火箭的超低温环境是推动冷氦增压技术发展的关键动力之一。

“以往,我们都将氮气作为增压气瓶的主要原料,并固定在火箭的箱底前端。”中国航天科技集团有限公司八院149厂孙靖介绍,“如今,我们通过氦气增压,把气瓶放进了低温贮箱内。”在火箭发射时,系统通过控制超低温氦气阀门来精密调节氦气瓶中的高压低温氦气排出,精密控制推进剂的使用,使得在同压力容积下贮气量到达了原来5.6倍,大幅度提升产品使用的效率。

通讯员 龚集响 范文超 新民晚报记者 叶薇