首頁資訊 “夢天”黑科技丨這些“瘦身”秘訣，不僅用在“胖五”，還用在高鐵和汽車

“夢天”黑科技丨這些“瘦身”秘訣，不僅用在“胖五”，還用在高鐵和汽車

來源：泰然健康網(wǎng) 時間：2024年12月15日 19:31

10月31日，在全國上下學習宣傳貫徹黨的二十大精神之際，中國空間站夢天實驗艙由長征五號B運載火箭發(fā)射成功。隨著“夢天”成功對接和轉(zhuǎn)位，中國空間站“T”字基本構型在軌組裝完成！發(fā)射任務中，一系列航天高科技助力“夢天”圓夢。我們開設《“夢天”黑科技》專欄，對部分代表性的技術和產(chǎn)品展開解讀，展示航天科技高水平自立自強、創(chuàng)造美好生活的創(chuàng)新成果。

發(fā)射夢天實驗艙的長五B火箭不僅是“大力士”，還是位“瘦身達人”，它的身材管理秘訣更是應用到我國的高鐵、新能源汽車等產(chǎn)品。

▲ 箭起海之南（宿東攝）

運載火箭的能力有多大，航天發(fā)展的舞臺就有多大。作為進入太空的運載工具，運載火箭是一切太空活動的前提和基礎。也就是說，火箭自重越輕，能夠“舉”起的東西就越大，運載能力和價值也就越大。被稱為“胖五”的長征五號系列運載火箭代表了我國運載火箭科技創(chuàng)新的最高水平。為成為更完美的“大力士”，火箭不斷從自身下功夫，減輕自重。想減重，體脂率是一個重要指標?；鸺摹绑w脂率”計算包含了火箭結構的海量數(shù)據(jù)。一院總體設計部三室強度組組長王斌介紹，長五系列火箭結構構造復雜，每一個部段都由眾多零部件組成，每個零部件又包含多個參數(shù)，這些參數(shù)既要考慮重量，又要考慮結構強度，為“減重”設計帶來很大的困難。研制團隊通過海量的參數(shù)優(yōu)化和仿真分析，為各個部段關鍵零部件算出了最優(yōu)“體脂”參數(shù)。

因此，長五系列火箭起飛重量800多噸，其自身的重量卻只占約10%，有的部位如雞蛋殼一樣薄，也能結實堅固。

根據(jù)體脂參數(shù)，火箭整體結構減無可減后，長五系列火箭開始局部塑形。703所型號專項副主任工程師李桂洋說，復合材料夾層結構就像箭體局部塑形的手術刀，我們用這把手術刀不但要給“胖五”瘦身，還要給“胖五”健體。

長五B火箭的芯一級尾段底板位于箭體最后，不僅是發(fā)動機艙，當火箭豎立在發(fā)射臺上時，還能起到支撐作用。這塊底板原重超過700公斤。

“我們采用‘大直徑大厚度碳纖維復合材料蜂窩夾層結構整體成型’瘦身方案，利用壁厚幾十微米級的鋁蜂窩結合輕質(zhì)高強碳纖維復合材料使得底板在滿足結構剛度和承載能力的情況下，實現(xiàn)一級尾段減重約400公斤，材料上薄如蟬翼，結構上堅如磐石?！毖兄迫藛T沒放過火箭的任何可減局部，就連“乘客”的“座椅”也經(jīng)過了反復精減。

長五B火箭托舉的“乘客”都超過22噸，相較傳統(tǒng)的“座椅”，必須同時兼顧承載力的提升和結構重量降低的目標。李桂洋介紹，僅僅在結構材料的選取上就有數(shù)百種組合方式需要驗證，在經(jīng)過一輪輪方案論證、一次次的工藝驗證、一級級的考核試驗后，最終突破了瘦身減重的關鍵技術，確?！白巍钡母哔|(zhì)量和輕盈性。

值得一提的是團隊針對大型“座椅”結構實施“精準”塑形手術，“座椅”對接面實現(xiàn)近凈尺寸成型，也解決了大型“座椅”的塑形成本問題。

有人擔心，瘦了會不會弱不禁風。咱們火箭可是科學減肥，不僅如此，“胖五”身上還有很多巧妙結構，設計簡潔、用料精巧，卻能讓火箭擁有發(fā)達的肌肉。長五系列火箭每個助推器與芯級之間的主捆綁接頭就具備這樣的能力。王斌說，研制人員為主捆綁接頭創(chuàng)新設計了一個鏤空三角形結構，用料少、傳力優(yōu)，還能夠讓每個瘦身約50公斤的“捆綁接頭”受力達幾百噸。對于一個胖子來說，減肥是件極其困難的事，而火箭的瘦身減肥還要擁有“一兩撥千斤”效果。盡管難度很大，但火箭研制人員還是通過種種方法，讓“胖五”擁有完美身形，在一次次托舉“乘客”前往太空時，發(fā)揮出更大的力量。