大推力火箭的強勁動力來源于充沛的燃料和高效率的發(fā)動機，隨著我國航天事業(yè)的蓬勃發(fā)展，火箭輕量化要求和大規(guī)模燃料存儲的技術難題卻擺在了面前，基于制造業(yè)的現(xiàn)狀，想要使用傳統(tǒng)材料制造大型燃料貯箱十分艱難，而2021年開局就迎來了好消息：我國首個3.35米直徑復合材料貯箱原理樣機在誕生。那么為何新型輕質(zhì)貯箱如此重要？又將會給我國的航天事業(yè)帶來怎么的格局？

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大推力、低成本、高安全火箭是航天事業(yè)的保障

2020年是我國航天歷史的盛會，長征系列運載火箭悉數(shù)登場，為探月、探火提供了堅實安全的保障，也為北斗導航系統(tǒng)的最終完善起到了中流砥柱的作用。350多次的發(fā)射，超高的安全性和不斷改型，讓長征系列火箭愈久彌新。

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隨著可回收火箭的前身長征八號的順利試飛，以及大推力固體發(fā)動機的成功熱試車，我國航天事業(yè)進入了黃金發(fā)展期。長征八號從立項到試飛只用了三年時間，這背后是模塊化和數(shù)字化實驗的技術優(yōu)勢形成的良好局面，而隨著嫦娥五號成功返回，中國空間站即將陸續(xù)發(fā)射，航天工作者和愛好者對大推力火箭的夢想更加炙熱。

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2018年，哈工大苑世劍教授及其團隊攻克火箭燃料貯箱國際性難題，使用“雙向可控加壓流體高壓成形”新技術，攻克了火箭燃料貯箱箱底成形中起皺和開裂缺陷并存的世界性難題。打破了寡頭把持的局面，全世界首次直接成型出運載火箭直接3米級別的燃料貯箱薄壁整體箱底。

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3年后，2021年1月22日，航天科技集團一院的成功試制直徑3.35米的新材料貯箱，并且不是采用傳統(tǒng)的鋁鋰材料，而是使用復合材料，采用全新的制造方法。據(jù)悉：“該貯箱主要應用在液氧環(huán)境下，相比金屬貯箱可減重30%，強度更高，能夠大幅提高火箭的結構效率和運載能力，是一種新型輕質(zhì)貯箱?！?/p>

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更為重要的是這個原型機的研制就一舉突破了10大關鍵技術，并且是國內(nèi)“產(chǎn)、學、研”聯(lián)合攻關項目，這也是我國航天事業(yè)現(xiàn)在的特點，各大科研院所發(fā)揮各自優(yōu)勢，共同攻堅克難，一個個、一件件積累成大的突破，從而不斷的打破各種壟斷的局面。

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?3.35米復合材料貯箱研制成功，為載人航天助力

總體設計部貯箱組組長劉德博表示：“研制中要攻克從材料體系到設計制造一系列難題，許多技術都屬于國內(nèi)首次嘗試?！笔褂眯虏牧虾托鹿に囍圃齑笾睆匠蜏刭A箱，既要搞定研制新材料的一系列難題，還要嘗試和解決箱體制造、工裝制備、箱體成型、工裝拆除、密封監(jiān)測等一些列工藝制造難題。

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因為貯箱是火箭體重占比最大的部件，使用密度更小、比強度更高、抗疲勞強度更好的新材料制造就可以減少燃料箱體重量。就像汽車采用鋁合金框架后能源耗費顯著下降一樣，火箭的“油箱”變輕了就可以裝更多的燃料。

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然后就是這個箱子不單材料需要攻克，工藝也十分復雜，從一塊一塊拼接，到處是焊縫，到直接對接成型，到后來的旋壓成型，無論是材料和技術都進行了多次升級。

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之前看過掌握多項絕活的航天工匠張繼永制造了我國最大的衛(wèi)星燃料貯箱，憑借的是20多年的精湛技術，將一塊188公斤的鈦合金毛坯，加工成為一個壁厚0.8-0.85毫米，壁厚均勻性保持在0.05毫米，最終重量只有5公斤的衛(wèi)星燃料貯箱，并且在太空使用10余年，深深知道這些大國工匠背后的努力。

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而對于火箭的大“油箱”的要求也越來越高，即使有大國工匠，有高精度的大型機床，載人航天需要的運載火箭不光要推力大，還要成本低。于是代替鋁合金材料的新型復合材料在科學家們不懈努力下應運而生，而制造工藝卻是新的難題。

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這次原型機的成功試制成功就意味著經(jīng)過一系列綜合實驗和評價后，我們使用新材料、超材料造大推力火箭將進入快車道。未來火箭結構大幅減重和運載能力的提升，增強我國深空探測的能力和水平。