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我国首个 3.35 米直径复合材料贮箱原理样机在火箭院诞生

2021-01-25 10:20:00

中国运载火箭技术研究院宣布，1 月 22 日，我国首个 3.35 米直径复合材料贮箱原理样机在火箭院诞生。该贮箱主要应用在液氧环境下，相比金属贮箱可减重 30%，强度更高，能够大幅提高火箭的结构效率和运载能力，是一种新型轻质贮箱。

复合材料贮箱原理样机的诞生，标志着我国打破国外垄断，成为全球少数几个具备复合材料贮箱设计制造能力的国家。

据介绍，该项目是由火箭院总体设计部抓总，航天材料及工艺研究所与国内多个高校共同参与的典型 “产、学、研”联合攻关项目，研究团队历时两年多，攻克了十大关键技术。

复合材料液氧贮箱结构设计技术

低温复合材料细观损伤力学分析技术

多尺度复合材料渗漏抑制技术

低温液氧相容树脂体系制备技术

分瓣式可拆卸复合材料工装设计制造技术

复合材料工装精确装配技术

高精度自动铺放技术

超薄预浸料制备技术

复合材料法兰密封技术

复合材料可靠粘接密封技术

相比于金属贮箱减重 30%

贮箱作为火箭结构重量占比最大的部段，其减重对火箭运载能力的提升具有重大意义。

材料小知识

复合材料的密度为 1.7g/cm³ 左右，铝合金密度为 2.8g/cm³，铝锂合金密度为 2.7g/cm³，复合材料的比强度是铝合金的 8 倍，是铝锂合金的 6 倍。

IT之家获悉，在航天领域，我国现役火箭的部分部段就大量采用复合材料，减轻了结构重量。

复合材料与当前火箭贮箱结构采用的金属材料相比，具有密度更小、比强度更高、抗疲劳强度更好等优势。相比于金属贮箱，复合材料贮箱可以减重 30% 左右，可大幅降低结构重量，提升火箭运载能力。因此，发展复合材料贮箱是实现火箭减重目的的关键技术之一，也是国际航天大国争相探索的新领域。

3.35 米直径复合材料贮箱原理样机的成功研制，标志着我国掌握了从复合材料贮箱结构设计、材料制备到成形制造的全链路技术流程，成为全球少数几个具备复合材料贮箱设计制造能力的国家。

与应用于液氢液氧环境下的金属贮箱相比，复合材料贮箱主要应用在特定的液氧环境下，可以用在火箭末级。据资料显示，火箭末级贮箱每减重 1 公斤，意味着运载能力提升 1 公斤。而且复合材料贮箱具有生产工序少、周期短等优势。从国外的研究成果来看，相比于金属贮箱，采用复合材料贮箱可降低火箭综合成本 25%。

未来，复合材料贮箱在火箭末级推广应用，将能大幅提升火箭的运载能力，对探索降低火箭成本具有深远影响。