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长征十一号“黑铠甲”:先进复合材料高强度整流罩

2019-1-21 01:52| 发布者: admin| 查看: 61| 评论: 0|原作者: admin

摘要: 新华社北京1月19日电 题:长征十一号的“黑色铠甲”:先进复合材料技术打造高强度火箭整流罩 新华社记者胡喆 “铠甲被重犀”,古代将士出征

  新华社北京1月19日电 题:长征十一号的“黑色铠甲”:先进复合材料技术打造高强度火箭整流罩
  新华社记者胡喆
  “铠甲被重犀”,古代将士出征会着铠甲,如今替人类探索太空的“卫星将士们”自然也少不了防护。记者在采访中了解到,19日成功发射的长征十一号固体运载火箭也有一副“黑色铠甲”,保护怀中的卫星,为它们征服星辰大海加油助力。这副“黑色铠甲”就是火箭的全碳纤维增强复合材料整流罩,与其他火箭整流罩不同,长十一火箭的整流罩有更多的创新元素。
  坚硬又轻便:“经纬法织就长十一火箭铠甲”
  常规运载火箭的整流罩都是采用金属框和金属桁条结构。金属框就像是纬线,桁条就像是经线,横竖相交,支撑整流罩结构,为有效载荷打造一个密闭安全的运输环境。
  据悉,长十一火箭的整流罩却另辟蹊径,采用全碳纤维增强复合材料制成。这种黑色的全新整流罩不仅刚度和强度大,重量也很轻。
  航天科技集团一院航天材料及工艺研究所整流罩主管工艺的张振宇介绍,最初长十一火箭的整流罩也和其它火箭的结构一样,但由于它的直径太小,金属结构不可避免地会产生变形,装配时,千斤顶都无法修正。后来全碳纤维增强复合材料整流罩研制出来,不仅解决了装配难题,还增强了性能、提高了载荷。
  生产精度提高一倍:材料国家队奋力来攻关
  通常火箭整流罩都是分瓣来生产,最后锥段和柱段通过转接框来连接。而长十一火箭飞行速度快,整流罩作为运载火箭首当其冲的部件,要承受各种复杂外力作用。
  此次,长十一火箭的整流罩只分成两个半罩生产,是锥柱一体的结构,性能更高。张振宇介绍,火箭性能提高了,生产制造的难度也提升很多,相比于液体火箭部段组合的方式,生产精度要比原来提高一倍。
  精度提升的背后与一支材料领域的科研“国家队”密不可分。航天材料及工艺研究所党委书记张民向记者表示,材料所建所60年以来,逐渐建立了跨单位、跨学科、材料研制、材料应用研究、材料应用评价及装备应用考核高度融合的国家级材料研制团队,为一大批国家重点型号和科技重大专项关键技术提供了有力支撑。
  “火箭防热衣”:自动化喷涂工艺将涂层减重20%
  通体黑色的全碳纤维增强复合材料整流罩制成了,而液体火箭常用的软木贴片“防热衣”却不能满足长十一火箭的热环境需要。
  据了解,以往液体火箭的整流罩都是在“钢筋铁骨”外面贴一层软木贴片,再在外面涂上防护漆,就足以应对飞行过程中的种种冲击,但长十一火箭却不能选择这种方案。
  航天材料及工艺研究所防热涂层专项主任工程师左瑞霖介绍,长十一火箭的热环境更严酷,综合环境适应性要求更高,传统软木型防热材料耐烧蚀性差,不具备复杂环境使用条件,且大厚度施工周期长、效率低。
  为此,长十一火箭采用兼顾热、力、介质、施工等环境适应性的防热涂层,在整流罩上变厚度喷涂。
  “航天材料及工艺研究所为此开展了系列化的自动化喷涂工艺研究,实现了整流罩涂层的大面积变厚度连续自动化喷涂和均匀性控制,涂层减重20%,在保证热防护效能的基础上进一步降低了结构重量,提高了有效载荷的比例。”表面工程事业部副主任卢鹉说。

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