AM易道快訊
前兩天央視對在長征五號總裝測試車間的一段采訪,我們注意到其中關于火箭瘦身的細節傳達了很多信息。
這個視頻采訪的是航天一院天津火箭公司高級技師駱鑫生,他已經從事火箭總裝工作14年了。
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在采訪中,探訪者嘉寧問了一個非常犀利的問題:
長征五號已經執行過多次重大任務,技術按理說很成熟了,為什么還要費勁去減重?
駱鑫生先生的回答說這不是單純為了減數字,而是為了提升運載效率的量身定做。
在航天領域,減重每1公斤幾乎等同于增加1公斤的有效載荷。
這次整體技術優化減下來的100公斤,正好對應了嫦娥六號增加的那100公斤設備。
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那么這100公斤是從哪摳出來的?
采訪中展示了三個關鍵方面,其中最值得我們關注的,是助推器與"芯一級"捆綁支座的3D打印應用。
這個部位不是什么常見的非承力的內飾件,而是是捆綁支座。
火箭起飛時,四個助推器產生大推力,都要通過這個支座傳導給芯級。
這里是整個火箭受力最集中、最復雜的主承力結構之一。
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采訪中駱老師提到,以前這個部件是一整塊鍛造的料,一點點機加工摳出來的。
這就是我們常說的減材制造,不僅材料浪費極大,而且受限于刀具路徑,很多理想中的力學結構根本加工不出來。
而現在,他們采用了3D打印技術,并升級為了鈦合金材料。
這對火箭的重量優化起到了非常關鍵的作用。
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除了這個硬核的3D打印捆綁支座,采訪中提到的另外兩個減重細節。
一個是芯二級的鋁合金框,本來是實心的,現在通過精密計算挖空了,減了30公斤。
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另一個是電纜網的優化,這一點非常震撼—長五身上的電纜鋪開有100公里長,工程師像抽絲剝繭一樣優化路徑,走最短的路。
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把這三點串起來看,你會發現長五團隊的思路非常清晰:
結構上用拓撲優化和3D打印打破物理極限,布局上用數字化手段尋找最優解。
就像采訪最后說的那樣,這實際上是自己跟自己較勁,跟火箭較勁。
這種較勁,這對于未來高頻次的航天發射來說,將產生更大的成本和效率優勢。
而這種較勁,離不開3D打印的參與。
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