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当商业航天品牌加快可重复使用火箭的研制节奏,很多人把目光投向发动机、箭体总体方案,却容易忽略工装装备这一地面制造的核心底座。大型碳纤维贮箱想要从图纸走向批量生产,一套高刚度、轻量化的成型模具,是绕不开的前置条件。近日,微光启航公司“微光一号”16米中型液体可重复使用运载火箭一级燃箱成型模具正式下线,为大型全碳纤维贮箱工程化生产打通关键一环。
“微光一号”一级燃箱长16米,直径约3.8米,采用90根纵向桁条、18道环框组成的桁式结构,团队同步攻克大尺寸薄壁加筋结构共固化一体成型技术。这套模具需要在热压罐内承受200℃高温、0.7MPa高压的复杂工况,同时还要适配国内现有自动铺丝设备,整体重量必须控制在20吨以内。
如果沿用传统碳钢、不锈钢的设计思路,为满足重量限制,模具柱段、箱底位置等效厚度将不足10毫米,刚度与精度指标很难同时达标,没有成熟的行业方案可以直接借鉴。微光启航研发团队没有在原有金属模具框架内做修补优化,转而从本体结构寻找突破口,经过多轮仿真推演与方案迭代,创新采用无内部支撑蜂窝夹层结构。该方案在控制整体重量的前提下实现高刚度输出,将两端支撑状态下模具挠度控制在1.0毫米以内,全部关键参数满足设计指标。
在复合材料构件生产链条当中,模具不只是简单的加工载体。大尺寸薄壁构件的成型精度、产品一致性、工艺可复制性,都高度依托模具本身的刚度与重复使用性能。这套16米成型模具顺利下线,意味着微光启航商业航天在大型全碳纤维贮箱成型工装领域完成重要技术跨越,填补国内大型全碳纤维复合材料贮箱制造领域的技术空白。
航天工程创新很少依靠单点技术的灵光一现,更多考验系统工程的综合解决能力。面对没有现成案例的研制场景,微光启航立足自身工程实践,把材料特性、结构设计、工装制造串联成完整可落地的实现路径。
接下来,微光启航将继续推进“微光一号”型号研制,把复合材料领域的技术积累转化为火箭产品性能与制造效率,持续探索可重复使用运载火箭的发展路径,助力商业航天产业向前推进。
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