中国运载火箭技术研究院在4月29日传出消息:首件重型运载火箭十米级直径不锈钢贮箱样机顺利研制成功,这不仅是当前我国在研直径最大的火箭贮箱,更是我国在重型运载火箭研制道路上的又一重要里程碑,它很可能会使用在我国的长征九号超重型火箭上面,也标志着我国在超大直径不锈钢贮箱研制领域取得了重大突破。
传统火箭贮箱多使用铝合金或铝锂合金,轻质、成型性好、适合冷作加工。而不锈钢更重、加工难度更高、热胀冷缩系数更大,但也有两项关键优势:第一,强度稳定,能承受极端低温与再入高热;第二,制造成本更低,适合重复使用系统的结构化制造。SpaceX的星舰选用不锈钢,原因正在于此。它可以不怕热、可以反复焊、可以直接裸身入轨甚至硬回地面。而这种高温抗性、高可靠性、厚壁结构的大型不锈钢贮箱,恰恰是可重复使用火箭构型的核心部件之一。
中国运载火箭技术研究院重型运载火箭型号队伍自论证确定贮箱采用不锈钢材料以来,同时在材料、设计、制造、考核方面进行攻关,以“小步快跑,快速迭代”模式持续推进不锈钢贮箱研制,并突破了多项关键技术。其中包括研制了具备定位保形功能的箱底焊接装置、适用于大直径箱底组件翻转的专用吊具及箱体立式装配焊接系统;探索了不锈钢材料焊接变形后的矫形方法;验证了不锈钢结构件在极端装配条件下的焊接工艺性;突破了大型不锈钢异型结构件的装配焊接技术及成形技术;确定了超大直径不锈钢贮箱生产制造的基本工艺路线。
目前,中国现役最大火箭长征五号,其芯级直径为5米;长征十号载人登月火箭,也延续了5米平台。而SpaceX的星舰系统,核心级直径达到9米,既是一种运载能力的扩张,更是一种制造体系的重构。现在,中国也迈出了这一步,并且一步跨到了10米,不仅等同于SpaceX,也已超越NASA用于载人登月的SLS超重型火箭(8.4米),直指超级重型运载系统的新范式。
此次我国10米级火箭储箱的下线,是我国重型运载火箭研制历程中的一个重要节点。随着各项关键技术的不断突破,长征九号火箭的研制进程正逐步加快。相信在不久的将来,长征九号将翱翔天际,助力我国实现从航天大国向航天强国的跨越,为人类探索宇宙的征程贡献中国智慧和中国力量。