近日,我國新型運載火箭一級液氧箱靜力件在中國航天科技集團八院800所(簡(jiǎn)稱(chēng)“800所”)成功合零,該貯箱箱底采用旋壓技術(shù)整體成形,直徑達3.8米,為國內最大整體成形箱底,現已通過(guò)相關(guān)試驗考核,標志著(zhù)中國航天科技集團八院初步具備整體旋壓箱底工程化應用能力。同時(shí),該貯箱總長(cháng)度達21米,是目前國內最長(cháng)的運載火箭推進(jìn)劑貯箱之一,貯箱成功合零,標志著(zhù)新型運載火箭結構研制完成里程碑式節點(diǎn)。
箱底作為運載火箭貯箱的關(guān)鍵構件,國內普遍采用“分塊成形+拼焊”的方法加工。瞄準新型運載火箭結構高可靠性、輕量化、快捷制造的需求,在貯箱研制中,800所采用整體旋壓箱底替代原有瓜瓣拼焊結構箱底。整體旋壓箱底猶如一個(gè)薄薄的“大碗”,不僅尺寸大(直徑3.8米、高度約1.2米)、壁厚小(最小壁厚2~3mm),而且加工精度要求極高。
以型號需求為牽引,歷經(jīng)一年多的跨專(zhuān)業(yè)協(xié)同攻關(guān),800所突破掌握了大直徑整體箱底精密旋壓成形、熱處理形性協(xié)同控制、型面精密機加工等關(guān)鍵核心技術(shù),研制了國內最大直徑的整體成形箱底,并通過(guò)了各項試驗考核,實(shí)現了在新型運載火箭上的應用,技術(shù)成熟度不斷提升。
相比于原有拼焊結構箱底,整體旋壓箱底消除了“一環(huán)八縱”9條主焊縫,單個(gè)箱底減少焊縫16.5m,相比原來(lái)減少約60%,進(jìn)一步提高了貯箱箱底的制造精度和可靠性。同時(shí),箱底制造工序由原來(lái)的23道縮減為11道,產(chǎn)品研制周期縮短20%以上、勞動(dòng)強度降低40%以上。
占火箭結構重量60%以上的貯箱,堪稱(chēng)是火箭身上的“大塊頭”部件。新型運載火箭一級液氧箱長(cháng)達21米,為目前國內最長(cháng)的運載火箭推進(jìn)劑貯箱之一。
為進(jìn)一步提高產(chǎn)品制造質(zhì)量及效率,800所全面優(yōu)化貯箱制造工藝方案。通過(guò)設計工藝協(xié)同、合并零件種類(lèi)、相似零件通用化,減少零件種類(lèi)約20%、工裝投入約30%,提高產(chǎn)品研制效率;改進(jìn)貯箱筒段壁板加工方案,采用機銑替代化銑去除鋁板包鋁層,提高產(chǎn)品加工精度,實(shí)現壁板的綠色制造;系統優(yōu)化整體箱底的旋壓成形、熱處理、機加工工藝方案,進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量和研制效率;針對貯箱端框對接孔數量、種類(lèi)較多的問(wèn)題,設計可組合柔性鉆模,降低工裝投入,提高生產(chǎn)效率,解決了多型端框鉚接、制孔的問(wèn)題;優(yōu)化貯箱裝焊工裝,進(jìn)一步提高焊接的一次合格率……800所打出制造工藝技術(shù)“組合拳”,集聚起攻關(guān)“能量”,打通了生產(chǎn)“快車(chē)道”。
800所在前期成功研制5米級長(cháng)筒段的基礎上,又掌握了大直徑箱底整體成形技術(shù),運載火箭結構制造技術(shù)不斷取得突破性進(jìn)展,后續將持續推動(dòng)運載火箭結構制造的整體化、輕量化、大型化,助推航天強國建設。(科技日報記者 付毅飛 何亮)
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