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导读:中国攻克重型火箭最大难题 将为载人登月铺路资料图:2015 年 4 月研制成功的新型运载火箭用 9 米级超大型铝合金整体环件中国运载火箭技术研究院一部牵头国内相关单位,采用整体...

中国攻克重型火箭最大难题 将为载人登月铺路

资料图:2015 年 4 月研制成功的新型运载火箭用 9 米级超大型铝合金整体环件

中国运载火箭技术研究院一部牵头国内相关单位,采用整体锻造法成功研制出重型火箭贮箱过渡环,突破了超大直径整体锻造关键技术,在国内乃至世界都尚属首例。这标志着重型火箭突破了最大瓶颈难题,为后续重型火箭研制的顺利开展奠定了基础。

重型火箭采用超大直径箭体结构设计,位于连接贮箱的筒段、前后底与火箭的箱间段之间的过渡环直径很大,是传力的关键部位,受力较集中。以往型号产品的过渡环通常采用分段式锻造,把各部段之间焊接起来。重型火箭的过渡环直径大,界面形式特殊且复杂,焊接时可能会产生瑕疵,在未来执行任务过程中,可能会因受力状态复杂,遭到难以预料的破坏。

为增强过渡环的受力强度,一部采用整体锻造法制备过渡环,从小直径过渡环锻造入手,逐步改进工艺,不断确定合适的工艺流程细节。经过一年多攻关,一部最终完成了过渡环整体锻造的研制,为我国超大直径箭体结构的设计、制造、试验等关键技术奠定基础,也为重型运载火箭结构件轻质化设计提供了技术支撑。

火箭的运载能力有多大,太空活动能力就有多大。将来我们要完成登月、深空探测、空间站建设,这些依靠现有的火箭都无法完成。要实现载人登月就需要重型运载火箭,目前,我国正在进行重型火箭的相关预研工作。

2015 年年初,中国运载火箭技术研究院党委书记梁小虹在接受采访时表示,重型火箭的关键技术研制也已经启动,国防科技工业局已经正式批准重型火箭的关键技术深入研究,主要包括两个方面:一是总体技术,二是发动机技术,从而实现重型火箭起飞推力在“长征五号”大型火箭 1000 吨的基础上提升至 2000-3000 吨的目标。

我国现役运载火箭芯级最大直径为 3.35 米,而我国正在研制的计划于今年发射的长征五号大推力火箭芯级直径达到 5 米。以长征五号火箭直径从 3.35 米跨越到 5 米的研制经验来看,研制重型运载火箭需要的大直径火箭箭体,对于制造工艺提出更高要求,在焊接技术、原材料、大推力发动机等领域都需要进一步提升。

图:@POCKN 绘制的长征九号重型火箭设想图

土星 5 号火箭是目前人类唯一的载人登月火箭,美国利用土星 5 号火箭成功发射 7 艘阿波罗登月飞船(其中 6 艘成功登陆月球)。土星 5 号火箭高 110.6 米,最大直径 10.1 米,起飞重量为 3038 吨,起飞推力达 3400 吨,可将 118 吨的有效载

荷送上近地轨道,或将 45 吨的有效载荷送入月球轨道。中国重型火箭也应该达到这个量级。

我国重型运载火箭代号为“长征九号”,箭体直径将达到 9 米、全长近 100 米、起飞质量达到 3000 吨、近地轨道运载能力达到 100 吨,成为未来载人登月、大规模深空探测任务的坚实基础。 我国将用 15 年左右的时间完成推力 3000 吨级的重型运载火箭研制,2030 年左右实现首次飞行,可用于载人登月和大规模深空探测。

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