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長征五號首飛成功 3D打印運載火箭主承力構件

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,進入預定軌道,火箭首飛任務圓滿成功。長征火箭從2米25、3米35直徑,到現在的5米直徑,不僅僅是簡單的腰圍增加,而是巨大的技術跨越。

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  這個“大力士”可謂集最新技術的“寵愛”于一身,如果要準確描述它,“首次”“突破”將會是高頻詞。據統計,長征五號研制全程共突破了240多項關鍵技術,其中有12項是重大關鍵技術突破,實現了由內而外的全面升級。在與世界現役火箭的對比中,欒恩杰院士得出結論:“長征五號的整體性能和總體技術,已達到國際先進水平。”

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  “出生”數字化——長征五號在研制過程中首次全面推進先進的數字化設計手段,引進三維數字化設計工具,構建了我國運載火箭研制歷史上第一個全三維數字火箭,開創了火箭型號數字化研制的先河。作為運載火箭的主承力構件,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計減少30%。航天科技一院長征五號運載火箭總設計師李東告訴記者,3D打印將為今后火箭的主承力部段輕量化結構設計與制造,提供強有力的技術支撐。

  “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動機,均采用無毒無污染的推進技術。其中,120噸級液氧煤油發動機推力大、比沖高,已成為我國新一代運載火箭各個不同構型火箭共用的基礎動力裝置;50噸級液氧液氫發動機,在國際同類發動機中處于先進水平;8噸級膨脹循環先進上面級液氧液氫發動機技術,可以大大提高發動機的自身可靠性,為我國首創。“三型發動機的研制,使我國運載推進技術水平大幅提高。”欒恩杰說。

  “座駕”一體化——首次亮相的大火箭活動發射平臺實現了10多項技術突破,它的最大亮點是將原來發射塔上的上百臺地面設備集成在現有發射平臺上,實現了機、電、液、氣等眾多系統的一體化,使火箭在發射塔的準備流程成倍縮短。科研人員還開發出了“十二點調平技術”,只需操作按鈕,就能使大火箭實現自動調平,讓火箭“坐”得又直又穩。

  “腦袋”通用化——長征五號不僅坐得更穩,“腦袋”也更“靈光”。現役火箭頭部的整流罩都是金屬鋁結構,衛星裝在里面無法與外界通訊。為了保持衛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。”長征五號運載火箭結構設計師戴政介紹說,長征五號的整流罩首次采用了全透波結構,就像給衛星信號開了個“全景天窗”,通用性極強,將使后續火箭整流罩的設計和生產效率得到大幅提高。


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