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哈工大苑世劍教授及其團(tuán)隊(duì)攻克火箭燃料貯箱國(guó)際性難題!

發(fā)布日期:2019/5/8瀏覽次數(shù):1735

11月10日,科技日?qǐng)?bào)記者獨(dú)家從哈爾濱工業(yè)大學(xué)獲悉,該校苑世劍教授團(tuán)隊(duì)提出的雙向可控加壓流體高壓成形新技術(shù)攻克了火箭燃料貯箱箱底成形中起皺和開裂缺陷并存的國(guó)際性難題,突破國(guó)外技術(shù)封鎖,在國(guó)際上首次直接成形出運(yùn)載火箭直徑3m級(jí)燃料貯箱薄壁整體箱底,成功摘下火箭上的“王冠”。該技術(shù)顛覆了美國(guó)NASA、歐空局幾十年沿用的技術(shù)路線,打破了發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)我國(guó)火箭箱底整體制造技術(shù)的封鎖和設(shè)備禁運(yùn)。


哈工大苑世劍教授及其團(tuán)隊(duì)攻克火箭燃料貯箱國(guó)際性難題!


圖片說明:超大型板材流體高壓成形機(jī)及整體箱底


據(jù)介紹,燃料貯箱箱底被譽(yù)為火箭上的“王冠”。因?yàn)槿剂腺A箱是運(yùn)載火箭的主體結(jié)構(gòu),由筒體、叉型環(huán)和箱底組成,但箱底受力復(fù)雜,是影響全箭可靠性的關(guān)鍵構(gòu)件。


美國(guó)NASA、歐空局采用“厚板(50mm以上)+熱旋壓制坯+數(shù)控銑削”的技術(shù)路線來制造整體結(jié)構(gòu)箱底,但是這一辦法工藝復(fù)雜、制造周期長(zhǎng)(約6個(gè)月)、材料浪費(fèi)嚴(yán)重(90%材料被銑掉),且當(dāng)前美歐等國(guó)家大型旋壓設(shè)備對(duì)我國(guó)實(shí)行禁運(yùn)。


因此我國(guó)現(xiàn)役火箭貯箱箱底普遍采用“分塊成形+焊接”結(jié)構(gòu),但這一結(jié)構(gòu)尺寸精度差、廢品率高和可靠性低,成為制約運(yùn)載火箭發(fā)展的一個(gè)瓶頸難題。


哈爾濱工業(yè)大學(xué)苑世劍教授團(tuán)隊(duì)提出的“雙向可控加壓流體高壓成形新技術(shù)”通過控制正向與反向液壓載荷,調(diào)控壓力比,使得坯料變形區(qū)處于合理的應(yīng)力狀態(tài),解決了深腔曲面件起皺與破裂并存的難題,突破現(xiàn)有技術(shù)的成形極限。


哈工大苑世劍教授及其團(tuán)隊(duì)攻克火箭燃料貯箱國(guó)際性難題!


“我們采用與構(gòu)件等厚的薄板直接成形出運(yùn)載火箭直徑3m級(jí)燃料貯箱薄壁整體箱底,這在國(guó)際上也屬首次?!惫枮I工業(yè)大學(xué)副教授劉偉介紹說,這一技術(shù)替代傳統(tǒng)的多塊焊接結(jié)構(gòu),完全消除焊縫,綜合力學(xué)性能優(yōu)于傳統(tǒng)焊接結(jié)構(gòu),可大幅提高運(yùn)載火箭的可靠性,讓生產(chǎn)成本降低50%、生產(chǎn)周期縮短2/3,可正式用于火箭型號(hào)產(chǎn)品。


為實(shí)現(xiàn)該技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用,哈爾濱工業(yè)大學(xué)流體高壓成形技術(shù)研究所聯(lián)合上海航天設(shè)備制造總廠、合肥合鍛智能制造有限公司等單位,自主研制出超大型板材流體高壓成形機(jī),其核心參數(shù)為成形力150MN、高壓液體體積5m3。


該板材流體高壓成形機(jī)是目前世界上******的薄板液壓成形機(jī),成形力是此前******設(shè)備(德國(guó)Schuler公司)的1.5倍、高壓液體體積是10倍。研制該超大型設(shè)備******難題是如何建立5m3高壓液體體積。該團(tuán)隊(duì)采用多路增壓器并聯(lián)同步控制技術(shù),解決了超大體積高壓液體增壓與調(diào)控難題。


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