三、火箭篇

关键内容:

国家重大科技专项       课题副组长       世界吨位最大     

首条运载火箭3米级箱底批量产线        跨越式发展

1、世界吨位最大15000吨双动充液拉深液压机项目启动

  日前,世界吨位最大的“15000吨双动充液拉深液压机”通过图纸会审,由合作方代表共同签署了技术协议,标志着2013年“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项——“航天大型复杂薄壁构件充液拉深装备与工艺研究”课题正式启动实施。该课题由上海航天设备制造总厂牵头,联合合肥合锻机床股份有限公司、哈尔滨工业大学等单位共同承担。严建文担任课题副组长。

  大型复杂薄壁类构件广泛应用在新一代运载火箭、载人航天、探月工程、大型商用客机、大型运输机、高速列车、大型液化天然气,石油气船等国家重大工程。然而,目前该类构件主要采用的传统拼焊制造方式已不能满足产品在高精度、高质量、高可靠性、高效率及绿色环保等方面的要求,尤其是航天领域,随着新一代运载火箭结构减轻和推力增加、航天器工作寿命延长,大尺寸复杂薄壁构件的拼焊制造方式已经成为制约航天产品性能与可靠性提高的瓶颈。因此,亟须开展相关技术研究。

本课题针对中国航天重大科技工程及现役型号对大尺寸、复杂形状、薄壁、高精度整体构件的迫切需要,开展充液拉深成形工艺、模具与装备关键技术研究,重点突破大容积充液拉深装备、大尺寸复杂薄壁构件成形工艺及模具关键技术,研制出世界最大吨位150000KN双动柔性充液拉深装备,在中国首次实现新一代火箭3350mm燃料贮箱箱底整体式制造,建立相关标准规范,以促进中国航天大型复杂薄壁构件整体制造与装备技术跨越式发展。

本项目,可以促进中国充液拉深装备的快速发展,提高航天产品和国防武器领域大型整体薄壁构件的整体制造能力和水平,使现有简单模压与手工修复加工方式得到本质改变,实现航天产品从粗放式到精细化生产模式的跨越式发展,达到大型航天钣金零件的精确、高可靠性制造,满足新型号运载火箭、飞行器、战术的性能要求,对打破国外技术封锁,缩小与国外差距,提高中国航天器和国防武器现代化建设,保障国家安全和提升国家技术竞争力具有重要意义。

2、合锻智能助力第100件充液拉深整体箱底下线

2023/10/13,中国航天科技集团有限公司八院149厂生产的第100件充液拉深整体箱底下线,标志着哈尔滨工业大学与八院149厂、合锻智能在火箭燃料贮箱整体箱底流体压力成形方面的产学研合作取得重要突破。三方联手打造了国内首条运载火箭3米级箱底批量产线,相比国外第一代技术,此次自主研制的流体高压成形第二代技术,在高质量、高可靠、低成本方面优势显著。

贮箱是火箭主体结构,占火箭结构干重80%。贮箱箱底为椭球形曲面薄壁结构,服役时承受内压、轴压、振动和冲击等复杂载荷联合作用,是关系火箭整体可靠性的核心关键构件,被誉为火箭上的“皇冠”。国际上新一代运载火箭正向着整体化、大型化、轻量化、高可靠、低成本方向发展。在极端服役条件下,对火箭可靠性要求更为苛刻,迫切需要贮箱箱底整体化成形制造技术。

20世纪80年代以来,我国火箭箱底制造一直采用分块成形瓜瓣,而后再焊接成整体的方法。拼焊箱底生产工序繁多,制造周期长、成本高,尤其瓜瓣成形精度难以保证一致,成为火箭一个薄弱风险点。

哈工大苑世剑教授团队经过潜心研究,提出板材成形失稳起皱流体均布加载应力场调控理论,让无形的液体听得懂“指令”,从根本上解决了薄壁结构整体成形发生起皱国际难题。为将新理论和工艺物化到装备中形成现实生产力,哈尔滨工业大学、中国航八院149厂和合锻智能等组成攻关团队,承担起整体成形技术重大工程落地重任。

苑世剑带领团队成功研制出世界最大的板材流体高压成形装备十年磨一剑,攻克10余项工艺核心关键技术,首次采用超薄板材成形制造出直径3米级火箭整体箱底。3米级整体箱体研制并成功批产,从结构上消除了复杂焊缝强度隐患,有助于实现贮箱轻量化、低成本、高效制造,大幅提升箭体结构承载能力和可靠性,使得我国火箭关键结构制造技术水平实现跨越式发展

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