近日，我國運載火箭新型貯箱研制接連取得新進展：中國航天科技集團有限公司一院集結(jié)國內(nèi)優(yōu)勢力量，先后成功研制出我國首個3.35米直徑鋁鋰合金貯箱工程樣機、復(fù)合材料貯箱原理樣機，將可進一步減輕箭體重量、提升火箭運力。

3.35米直徑鋁鋰合金貯箱工程樣機

3.35米直徑復(fù)合材料貯箱原理樣機

“運載火箭的能力有多大，航天的舞臺就有多大?！辟A箱占箭體結(jié)構(gòu)重量和空間50%以上，其內(nèi)部加注的燃料占火箭總重90%以上。貯箱的減重對提升火箭運載能力具有重要意義。

前不久，航天科技一院成功研制出我國首個3.35米直徑鋁鋰合金火箭貯箱，經(jīng)各環(huán)節(jié)試驗檢測合格且性能良好，初步具備工程應(yīng)用條件。該貯箱采用了第三代高性能鋁鋰合金，與當(dāng)前國際主流鋁銅合金貯箱相比，強度提升30%左右，同等條件下結(jié)構(gòu)減重15%以上。

鋁鋰合金貯箱生產(chǎn)現(xiàn)場

按照材料劃分，鋁合金材料貯箱分為第一代鋁鎂合金貯箱、第二代鋁銅合金貯箱和第三代鋁鋰合金貯箱。相對于傳統(tǒng)鋁銅合金，鋁鋰合金強度和剛度顯著提升，密度卻下降了3%-5%，這對運力按克重計算價格的火箭來說彌足珍貴。

整體旋壓成形3.35米直徑鋁鋰合金貯箱箱底

由于鋁鋰合金的價格相對較高，目前世界航天強國主要將鋁鋰合金用于火箭末級貯箱上。給火箭末級減重1公斤，相當(dāng)于火箭運載能力增加1公斤。

后續(xù)，我國3.35米鋁鋰合金貯箱擬主要應(yīng)用在新一代運載火箭末級，提升長征五號、長征七號、長征八號等火箭結(jié)構(gòu)效率和運載能力，同時為更大直徑的重型火箭和新一代載人火箭研制奠定基礎(chǔ)。

除了金屬材料，復(fù)合材料的應(yīng)用也可讓貯箱大幅減重。1月22日，我國首個3.35米直徑復(fù)合材料貯箱原理樣機在航天科技集團一院誕生。該貯箱主要應(yīng)用在液氧環(huán)境下，相比金屬貯箱可減重30%，強度更高，能夠大幅提高火箭的結(jié)構(gòu)效率和運載能力，是一種新型輕質(zhì)貯箱。

復(fù)合材料貯箱自動鋪放工藝

復(fù)合材料的密度為1.7g/cm3左右，鋁鋰合金密度為2.7g/cm3，復(fù)合材料的比強度是鋁鋰合金的6倍。復(fù)合材料與當(dāng)前火箭貯箱結(jié)構(gòu)采用的金屬材料相比，具有密度更小、比強度更高、抗疲勞強度更好等優(yōu)勢。

此外，復(fù)合材料貯箱還具有生產(chǎn)工序少、周期短等優(yōu)勢，可進一步降低火箭綜合成本。

用于拆裝復(fù)合材料組合式工裝的型架

目前，復(fù)合材料貯箱主要應(yīng)用在特定的液氧環(huán)境下，可用在火箭末級。后續(xù)，研制團隊還將對3.35米復(fù)合材料貯箱原理樣機開展一系列的考核試驗和評價，進一步開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，提升復(fù)合材料貯箱的技術(shù)成熟度，推進復(fù)合材料貯箱在火箭上的應(yīng)用，真正發(fā)揮復(fù)合材料貯箱在輕質(zhì)高強方面的重大優(yōu)勢，助力未來火箭結(jié)構(gòu)大幅減重和運載能力的提升。

【責(zé)任編輯：趙藝涵】