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長征五號首飛成功 3D打印運載火箭主承力構(gòu)件

2016-11-04

  我國首枚大型運載火箭長征五號在中國文昌航天發(fā)射場點火升空。約30分鐘后,載荷組合體與火箭成功分離,進入預(yù)定軌道,火箭首飛任務(wù)圓滿成功。長征火箭從2米25、3米35直徑,到現(xiàn)在的5米直徑,不僅僅是簡單的腰圍增加,而是巨大的技術(shù)跨越。

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  這個“大力士”可謂集最新技術(shù)的“寵愛”于一身,如果要準(zhǔn)確描述它,“首次”“突破”將會是高頻詞。據(jù)統(tǒng)計,長征五號研制全程共突破了240多項關(guān)鍵技術(shù),其中有12項是重大關(guān)鍵技術(shù)突破,實現(xiàn)了由內(nèi)而外的全面升級。在與世界現(xiàn)役火箭的對比中,欒恩杰院士得出結(jié)論:“長征五號的整體性能和總體技術(shù),已達到國際先進水平?!?/p>

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  “出生”數(shù)字化——長征五號在研制過程中首次全面推進先進的數(shù)字化設(shè)計手段,引進三維數(shù)字化設(shè)計工具,構(gòu)建了我國運載火箭研制歷史上第一個全三維數(shù)字火箭,開創(chuàng)了火箭型號數(shù)字化研制的先河。作為運載火箭的主承力構(gòu)件,長征五號的鈦合金芯級捆綁支座竟然是3D打印出來的,不僅強度更高,加工速度更快,重量還比原來的高強鋼設(shè)計減少30%。航天科技一院長征五號運載火箭總設(shè)計師李東告訴記者,3D打印將為今后火箭的主承力部段輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造,提供強有力的技術(shù)支撐。

  “心臟”系列化——長征五號的研制,牽引出三型高性能新型火箭發(fā)動機,均采用無毒無污染的推進技術(shù)。其中,120噸級液氧煤油發(fā)動機推力大、比沖高,已成為我國新一代運載火箭各個不同構(gòu)型火箭共用的基礎(chǔ)動力裝置;50噸級液氧液氫發(fā)動機,在國際同類發(fā)動機中處于先進水平;8噸級膨脹循環(huán)先進上面級液氧液氫發(fā)動機技術(shù),可以大大提高發(fā)動機的自身可靠性,為我國首創(chuàng)?!叭桶l(fā)動機的研制,使我國運載推進技術(shù)水平大幅提高?!睓瓒鹘苷f。

  “座駕”一體化——首次亮相的大火箭活動發(fā)射平臺實現(xiàn)了10多項技術(shù)突破,它的最大亮點是將原來發(fā)射塔上的上百臺地面設(shè)備集成在現(xiàn)有發(fā)射平臺上,實現(xiàn)了機、電、液、氣等眾多系統(tǒng)的一體化,使火箭在發(fā)射塔的準(zhǔn)備流程成倍縮短??蒲腥藛T還開發(fā)出了“十二點調(diào)平技術(shù)”,只需操作按鈕,就能使大火箭實現(xiàn)自動調(diào)平,讓火箭“坐”得又直又穩(wěn)。

  “腦袋”通用化——長征五號不僅坐得更穩(wěn),“腦袋”也更“靈光”?,F(xiàn)役火箭頭部的整流罩都是金屬鋁結(jié)構(gòu),衛(wèi)星裝在里面無法與外界通訊。為了保持衛(wèi)星與地面的通訊暢通,必須在整流罩上開個口,用其他透波材料打個補丁,就像“開天窗”一樣。“因為每次裝載的衛(wèi)星不同,‘天窗’的位置每次都不一樣,因此整流罩不具備通用性?!遍L征五號運載火箭結(jié)構(gòu)設(shè)計師戴政介紹說,長征五號的整流罩首次采用了全透波結(jié)構(gòu),就像給衛(wèi)星信號開了個“全景天窗”,通用性極強,將使后續(xù)火箭整流罩的設(shè)計和生產(chǎn)效率得到大幅提高。


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