新一代高壓成形新技術(shù)突破國(guó)外技術(shù)封鎖

記者18日從哈爾濱工業(yè)大學(xué)獲悉，該校苑世劍教授團(tuán)隊(duì)提出的新一代流體高壓成形技術(shù)攻克了超大超薄曲面整體結(jié)構(gòu)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，成功摘得火箭上的“王冠”。

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)”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。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)。

“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。”哈爾濱工業(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。

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)合航天等部門，自主研制出超大型板材流體高壓成形機(jī)。該板材流體高壓成形機(jī)是目前世界上最大的薄板液壓成形機(jī)，成形力和高壓液體體積分別是此前國(guó)外同類最大設(shè)備的1.5倍和10倍。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。(李麗云)

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