先说几个核心判断:火箭推进剂贮箱箱底,这个直径超过2米、厚度却只有4毫米的“大锅盖”,其制造工艺一直是个老大难问题。就在近期,大连理工大学团队的“超低温成形技术”实现了量产突破,将制造周期缩短了90%以上。这对于商业航天追求的高频次、低成本发射来说,绝对是值得关注的关键性进展。

这个形似“大锅盖”的金属构件,外表光滑,但它的使命却极其苛刻:在火箭发射时巨大的振动和冲击下,必须稳定承受住几百吨燃料的压力。这就好比用一张纸压住一口高压锅,难度可想而知。
回过头来看,过去几十年的行业常规做法,要么是在焊缝问题上做文章导致可靠性差,要么就是材料浪费太多、加工周期冗长。而现在,依托团队自研的全球首台大型超低温成形设备,并与国内企业合作,已经实现了年产约1000件的量产能力。
值得深入探讨的是这项技术的底层原理。大连理工大学机械学院研究员凡晓波介绍,通常金属在超低温下会冷脆,这是大家熟知的有害现象。但团队研究发现,特定状态的铝合金在超低温下不仅不冷脆,反而会出现“延伸率与硬化同时提高”的“双增效应”。这完全碘伏了“常温不行就加热”的传统思路,直接转向“超低温”的新路径,进而可以采用薄板一次性成形出整体箱底。

团队把这个工艺过程形象地比作“擀饺子皮”——在约零下160℃的超低温环境下,铝合金变成了一块“筋道的面团”,既能被拉伸得更大、更薄,又不容易破裂、起皱。这种新型箱底已经随着长征十二号和长征七号A遥十四运载火箭成功飞天,从实验室走向了真实的应用环境。
