先看一張圖：

由于光線比較溫和，可能看完這張圖，對(duì)于大家的視覺(jué)沖擊依然徘徊在谷底。提醒一下大家，看看右下方的大卡車(chē)，那巨型的輪胎顯得比較渺小。這樣鮮明的對(duì)比，大家就知道面前的這個(gè)圓筒有大么大了吧。。。

眼前這個(gè)火箭貯箱“腰圍”達(dá)10米級(jí)，是我國(guó)目前研制出的最大火箭貯箱。相較“胖五”火箭的直徑為5米的貯箱，它的“腰圍”翻了近一倍。目前，該貯箱已經(jīng)研制完成，并于近期完成了項(xiàng)目結(jié)題。

它的成功研制，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)運(yùn)載火箭貯箱從5米級(jí)直徑向10米級(jí)跨越，也標(biāo)志著我國(guó)繼俄、美之后，成為世界上第三個(gè)具備10米級(jí)超大直徑貯箱研制能力的國(guó)家，為我國(guó)重型運(yùn)載火箭工程研制打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

超大直徑貯箱結(jié)構(gòu)是重型火箭箭體結(jié)構(gòu)的重要組成部分，其直徑大小直接影響著火箭箭體直徑、運(yùn)載能力以及規(guī)模等。相較我國(guó)現(xiàn)役新一代運(yùn)載火箭5米直徑貯箱結(jié)構(gòu)，重型運(yùn)載火箭的貯箱要擴(kuò)大到10米量級(jí)，看似只是直徑乘2，但實(shí)際研制難度并不是成倍那么簡(jiǎn)單，過(guò)程幾乎挑戰(zhàn)了我國(guó)工業(yè)基礎(chǔ)能力的極限，但也充分帶動(dòng)了先進(jìn)材料、先進(jìn)工藝、高端制造等相關(guān)基礎(chǔ)工業(yè)的發(fā)展，對(duì)加速我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，帶動(dòng)我國(guó)高端裝備發(fā)展。

10米級(jí)貯箱瓜瓣

瓜瓣，是火箭貯箱的重要結(jié)構(gòu)件，其成形精度和性能直接影響貯箱的裝配焊接質(zhì)量和火箭的結(jié)構(gòu)效率。這不，中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“火箭院”）與中南大學(xué)最近聯(lián)合研制出了世界上最大的火箭貯箱瓜瓣，該瓜瓣直徑達(dá)10米級(jí)，強(qiáng)度提升10%，且成形精度達(dá)毫米級(jí)。

△10米級(jí)貯箱瓜瓣樣件

那么，瓜瓣用在火箭的什么位置呢？下圖黃色部分是現(xiàn)役火箭3.35米直徑貯箱的箱底，它就是由好幾塊瓜瓣拼成的。而直徑10米級(jí)火箭貯箱的箱底，就是由好幾個(gè)上圖這樣的瓜瓣拼成的，想想得有多大！

美國(guó)土星5號(hào)運(yùn)載火箭貯箱的瓜瓣直徑也達(dá)10米級(jí)，但其每一塊瓜瓣均為拼焊而成，而火箭院研制的10米級(jí)貯箱瓜瓣一次成形，因此是目前世界上最大的單體火箭貯箱瓜瓣。

與此前國(guó)內(nèi)最大的直徑5米的貯箱瓜瓣相比，10米級(jí)瓜瓣的直徑和厚度均增大了近一倍，現(xiàn)階段傳統(tǒng)瓜瓣所采用的拉深和拉形方式均難以滿足其成形要求。

因此，火箭院與中南大學(xué)聯(lián)合攻關(guān)，創(chuàng)新性地采用“蠕變成形技術(shù)”，實(shí)現(xiàn)瓜瓣的高性能精確成形。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)突破了3項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，使貯箱瓜瓣的力學(xué)性能提高了近10%，成形精度達(dá)到了毫米級(jí)，厚度、均勻性也顯著提高。同時(shí)，由于大幅縮減了工序，瓜瓣成形效率得到提高，成本也有所降低。

△“中國(guó)航天日”官方宣傳片中的重型運(yùn)載火箭示意圖

10米級(jí)貯箱整體過(guò)渡環(huán)

10米級(jí)超大型鋁合金環(huán)件，是連接重型運(yùn)載火箭貯箱的筒段、前后底與火箭的箱間段之間的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件，是我國(guó)重型運(yùn)載火箭研制能否取得新突破的關(guān)鍵材料，其制造技術(shù)是研制工作迫切需要突破的重大難題。

該項(xiàng)目由中南大學(xué)鐘掘院士主持完成，鐘掘院士團(tuán)隊(duì)與中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院、西南鋁等單位通力合作，攻克了世界最大長(zhǎng)征九號(hào)重型運(yùn)載火箭?10米級(jí)整體貯箱過(guò)渡環(huán)、武器筒段制造重大技術(shù)難題。特別是西南鋁成立了集技術(shù)、生產(chǎn)、維護(hù)人員為一體的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過(guò)一年多研發(fā)，終于拿下軋制成型、熱處理、冷變形等多項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù)，研制出直徑10米的超大尺寸鋁合金整體環(huán)件。

西南鋁工作人員正在檢測(cè)直徑10米級(jí)運(yùn)載火箭鋁環(huán)

10米級(jí)貯箱箱底圓環(huán)

2021年8月，火箭院首都航天機(jī)械有限公司重型運(yùn)載火箭研制團(tuán)隊(duì)在武漢完成了國(guó)內(nèi)首件直徑9.5米貯箱箱底圓環(huán)的組合焊接。重型運(yùn)載火箭是我國(guó)未來(lái)登陸火星及深空探測(cè)的主力火箭，而箱底圓環(huán)是該型號(hào)關(guān)深階段標(biāo)志性成果——9.5米貯箱原理樣件的起點(diǎn)及基礎(chǔ)。

貯箱用于儲(chǔ)存運(yùn)載火箭動(dòng)能燃料，其位置、焊接技術(shù)均非常關(guān)鍵。其中，箱底裝配焊接是整個(gè)貯箱裝配焊接的難點(diǎn)之一，焊縫包括瓜瓣與瓜瓣的縱縫焊接、瓜瓣橢球面與叉形環(huán)和頂蓋的環(huán)縫焊接以及箱底表面人孔法蘭、加注法蘭等環(huán)縫的焊接。

針對(duì)重型火箭貯箱箱底研制，武重集團(tuán)根據(jù)需要，設(shè)計(jì)制造了10米級(jí)貯箱箱底攪拌摩擦焊接系統(tǒng)。歷經(jīng)多年的設(shè)計(jì)制造工作，攻克了一系列工藝問(wèn)題，目前整機(jī)裝配調(diào)試完成并順利進(jìn)行首件直徑9.5米箱底圓環(huán)縱縫焊接，滿足了用戶需求，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)超大直徑貯箱產(chǎn)品領(lǐng)域的空白。

通過(guò)對(duì)以上部件的研制過(guò)程，團(tuán)隊(duì)攻克了一系列關(guān)鍵技術(shù)：

超大規(guī)格的板材制備

超大直徑貯箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

超大直徑構(gòu)件精確形性協(xié)同制造技術(shù)

超大直徑箱底攪拌摩擦焊接技術(shù)

超大直徑貯箱立式裝配攪拌摩擦焊接技術(shù)

……

10米級(jí)箭體貯箱研制成功，是重型運(yùn)載火箭關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)與方案深化論證階段的重要成果，表明我國(guó)具備研制重型運(yùn)載火箭的能力。相信重型運(yùn)載火箭將離我們?cè)絹?lái)越近。屆時(shí)，我國(guó)自主進(jìn)入空間能力邁上一個(gè)大臺(tái)階，中國(guó)人探索太空的腳步也會(huì)邁得更大、更遠(yuǎn)。