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哈工大材料学院多项技术助力长征十二号运载火箭首飞!

2024/12/09 10

2024年11月30日22时25分,我国首型4米级运载火箭长征十二号火箭在海南商业航天发射场成功发射,将卫星互联网技术试验卫星和技术试验卫星03星送入预定轨道。这是我国新型商业火箭长征十二号的“首秀”,也是海南商业航天发射场建成以来执行的第一次飞行试验任务,标志着中国商业航天发射场实现了从0到1的突破。

材料学院苑世剑教授团队超低温成形整体箱底技术、材料结构精密焊接与连接全国重点实验室冯吉才教授和张秉刚教授带领团队协同中国航天推进技术研究院研发的铜钢电子束焊接技术助力长征十二号火箭实现首飞。

长征十二号火箭燃料贮箱箱底直径4米级,超出国内现有最大流体成形机的制造能力,成为型号研制的瓶颈难题。苑世剑教授团队超低温成形整体箱底技术利用发现的铝合金超低温“双增效应”的反常现象,发明了超低温成形变革性技术,相比流体成形技术,可大幅降低成形载荷。苑世剑教授带领团队与上海航天设备制造总厂紧密合作,仅用5个月时间突破了梯度温度场和壁厚均匀性等关键技术,采用较低载荷成形出国内最大直径整体薄壁箱底,各项性能指标均优于设计要求,打通长征十二号火箭研制的“卡点”,保障长征十二号火箭按预定进度成功发射。

 

长征十二号火箭发射现场

此外,长征十二号运载火箭一级为130吨级泵后摆补燃循环液氧煤油发动机四机并联,本次发射为该型发动机首飞,是本次发射任务的关键环节和一大亮点;二级为18吨级二次起动液氧煤油发动机两台并联。推力室作为火箭发动机的关键部件,其身部的铜钢高强度焊接是推力室研制的关键技术之一,材料结构精密焊接与连接全国重点实验室冯吉才教授和张秉刚教授带领团队协同中国航天推进技术研究院研发的铜钢电子束焊接技术提出了复合界面强化理论,研发出电子束自熔钎焊技术,解决了铜钢薄壁接头脆性相与组织控制、焊缝成形及接头变形控制的难题,实现了新型液氧煤油大推力发动机的高质量焊接,应用于长征十二号火箭一级、二级6台发动机。该技术前期已经在长征六号上得到了首次验证,在长征五号、长征七号上得到稳定应用,并将持续助力大推力液氧煤油火箭发动机的研制。

 

长征十二号运载火箭一级130吨发动机四机并联

长征十二号火箭是目前我国运载能力最大的单芯级运载火箭,首次将中国单芯级火箭近地轨道运力提升至10吨以上,是中国近地轨道运力最强的单芯级火箭,也是我国可重复使用运载火箭原型火箭。长征十二号运载火箭的首飞成功,开启了我国商业火箭新技术、新产业、新模式、新业态的发展新篇章,推动我国商业航天发展战略和航天强国战略,为推进中国式现代化贡献航天力量。