長征十一號的“黑色鎧甲”：先進復(fù)合材料技術(shù)打造高強度火箭整流罩

　　新華社北京１月１９日電

　　新華社記者胡喆

　　“鎧甲被重犀”，古代將士出征會著鎧甲，如今替人類探索太空的“衛(wèi)星將士們”自然也少不了防護。記者在采訪中了解到，１９日成功發(fā)射的長征十一號固體運載火箭也有一副“黑色鎧甲”，保護懷中的衛(wèi)星，為它們征服星辰大海加油助力。這副“黑色鎧甲”就是火箭的全碳纖維增強復(fù)合材料整流罩，與其他火箭整流罩不同，長十一火箭的整流罩有更多的創(chuàng)新元素。

　　堅硬又輕便：“經(jīng)緯法織就長十一火箭鎧甲”

　　常規(guī)運載火箭的整流罩都是采用金屬框和金屬桁條結(jié)構(gòu)。金屬框就像是緯線，桁條就像是經(jīng)線，橫豎相交，支撐整流罩結(jié)構(gòu)，為有效載荷打造一個密閉安全的運輸環(huán)境。

　　據(jù)悉，長十一火箭的整流罩卻另辟蹊徑，采用全碳纖維增強復(fù)合材料制成。這種黑色的全新整流罩不僅剛度和強度大，重量也很輕。

　　航天科技集團一院航天材料及工藝研究所整流罩主管工藝的張振宇介紹，最初長十一火箭的整流罩也和其它火箭的結(jié)構(gòu)一樣，但由于它的直徑太小，金屬結(jié)構(gòu)不可避免地會產(chǎn)生變形，裝配時，千斤頂都無法修正。后來全碳纖維增強復(fù)合材料整流罩研制出來，不僅解決了裝配難題，還增強了性能、提高了載荷。

　　生產(chǎn)精度提高一倍：材料國家隊奮力來攻關(guān)

　　通?；鸺髡侄际欠职陙砩a(chǎn)，最后錐段和柱段通過轉(zhuǎn)接框來連接。而長十一火箭飛行速度快，整流罩作為運載火箭首當其沖的部件，要承受各種復(fù)雜外力作用。

　　此次，長十一火箭的整流罩只分成兩個半罩生產(chǎn)，是錐柱一體的結(jié)構(gòu)，性能更高。張振宇介紹，火箭性能提高了，生產(chǎn)制造的難度也提升很多，相比于液體火箭部段組合的方式，生產(chǎn)精度要比原來提高一倍。

　　精度提升的背后與一支材料領(lǐng)域的科研“國家隊”密不可分。航天材料及工藝研究所黨委書記張民向記者表示，材料所建所６０年以來，逐漸建立了跨單位、跨學(xué)科、材料研制、材料應(yīng)用研究、材料應(yīng)用評價及裝備應(yīng)用考核高度融合的國家級材料研制團隊，為一大批國家重點型號和科技重大專項關(guān)鍵技術(shù)提供了有力支撐。

　　“火箭防熱衣”：自動化噴涂工藝將涂層減重２０％

　　通體黑色的全碳纖維增強復(fù)合材料整流罩制成了，而液體火箭常用的軟木貼片“防熱衣”卻不能滿足長十一火箭的熱環(huán)境需要。

　　據(jù)了解，以往液體火箭的整流罩都是在“鋼筋鐵骨”外面貼一層軟木貼片，再在外面涂上防護漆，就足以應(yīng)對飛行過程中的種種沖擊，但長十一火箭卻不能選擇這種方案。

　　航天材料及工藝研究所防熱涂層專項主任工程師左瑞霖介紹，長十一火箭的熱環(huán)境更嚴酷，綜合環(huán)境適應(yīng)性要求更高，傳統(tǒng)軟木型防熱材料耐燒蝕性差，不具備復(fù)雜環(huán)境使用條件，且大厚度施工周期長、效率低。

　　為此，長十一火箭采用兼顧熱、力、介質(zhì)、施工等環(huán)境適應(yīng)性的防熱涂層，在整流罩上變厚度噴涂。

　　“航天材料及工藝研究所為此開展了系列化的自動化噴涂工藝研究，實現(xiàn)了整流罩涂層的大面積變厚度連續(xù)自動化噴涂和均勻性控制，涂層減重２０％，在保證熱防護效能的基礎(chǔ)上進一步降低了結(jié)構(gòu)重量，提高了有效載荷的比例?！北砻婀こ淌聵I(yè)部副主任盧鵡說。

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