航天領(lǐng)域有這樣一句話,叫做“星等箭、箭等箱、箱等底”,說的是衛(wèi)星的發(fā)射要等火箭,火箭的生產(chǎn)要等推進劑貯箱,而貯箱的制造速度,往往取決于箱底的供應(yīng)。推進劑貯箱箱底,因為極易起皺和開裂,一直是航天制造業(yè)中棘手的卡點。
最近,大連理工大學(xué)機械學(xué)院高性能精密成形團隊基于國際首創(chuàng)的“超低溫成形技術(shù)”,成功實現(xiàn)了直徑超兩米的光板整體推進劑貯箱箱底的量產(chǎn),將制造周期縮短了90%以上,有望為商業(yè)航天的高頻次發(fā)射降本增效。
眼前這個直徑超2米,厚度只有4毫米,外表光滑,形似“大鍋蓋”的金屬構(gòu)件,就是剛剛量產(chǎn)下線的新型火箭推進劑貯箱箱底。這樣一塊薄薄的材料,卻要在火箭發(fā)射時巨大的振動和沖擊下,穩(wěn)定承受住幾百噸燃料的壓力,其難度就好像要用一張紙壓住一口高壓鍋,對工藝要求極高。過去幾十年,行業(yè)內(nèi)采用的加工方式,或者焊縫多、可靠性差,或者材料浪費多、加工周期長。而依托自研的全球首臺大型超低溫成形設(shè)備,科研團隊近期與國內(nèi)企業(yè)合作,已實現(xiàn)“光板”整體箱底年產(chǎn)約1000件的量產(chǎn)能力。
利用這臺設(shè)備,只要將4毫米薄板放進去,貯箱箱底就能一次成形,壁厚偏差小于0.3毫米,制造周期也由傳統(tǒng)的一周以上,變成現(xiàn)在的幾個小時,縮短90%以上。而支撐這套設(shè)備穩(wěn)定運行的核心,正是團隊此前首創(chuàng)的鋁合金超低溫成形技術(shù)。
這套工藝被團隊形象地比作“搟餃子皮”,在約零下160度的超低溫環(huán)境下,鋁合金會變得像一塊“筋道的面團”,既能被拉伸得更大、更薄,又不容易破裂、起皺。目前,這種新型箱底已先后隨長征十二號、長征七號A遙十四運載火箭成功飛天。