首頁(yè) 資訊 “夢(mèng)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(chē)

“夢(mèng)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(chē)

來(lái)源：泰然健康網(wǎng) 時(shí)間：2024年12月15日 19:31

10月31日，在全國(guó)上下學(xué)習(xí)宣傳貫徹黨的二十大精神之際，中國(guó)空間站夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙由長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭發(fā)射成功。隨著“夢(mèng)天”成功對(duì)接和轉(zhuǎn)位，中國(guó)空間站“T”字基本構(gòu)型在軌組裝完成！發(fā)射任務(wù)中，一系列航天高科技助力“夢(mèng)天”圓夢(mèng)。我們開(kāi)設(shè)《“夢(mèng)天”黑科技》專欄，對(duì)部分代表性的技術(shù)和產(chǎn)品展開(kāi)解讀，展示航天科技高水平自立自強(qiáng)、創(chuàng)造美好生活的創(chuàng)新成果。

發(fā)射夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的長(zhǎng)五B火箭不僅是“大力士”，還是位“瘦身達(dá)人”，它的身材管理秘訣更是應(yīng)用到我國(guó)的高鐵、新能源汽車(chē)等產(chǎn)品。

▲ 箭起海之南（宿東攝）

運(yùn)載火箭的能力有多大，航天發(fā)展的舞臺(tái)就有多大。作為進(jìn)入太空的運(yùn)載工具，運(yùn)載火箭是一切太空活動(dòng)的前提和基礎(chǔ)。也就是說(shuō)，火箭自重越輕，能夠“舉”起的東西就越大，運(yùn)載能力和價(jià)值也就越大。被稱為“胖五”的長(zhǎng)征五號(hào)系列運(yùn)載火箭代表了我國(guó)運(yùn)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(gè)重要指標(biāo)。火箭的“體脂率”計(jì)算包含了火箭結(jié)構(gòu)的海量數(shù)據(jù)。一院總體設(shè)計(jì)部三室強(qiáng)度組組長(zhǎng)王斌介紹，長(zhǎng)五系列火箭結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜，每一個(gè)部段都由眾多零部件組成，每個(gè)零部件又包含多個(gè)參數(shù)，這些參數(shù)既要考慮重量，又要考慮結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，為“減重”設(shè)計(jì)帶來(lái)很大的困難。研制團(tuán)隊(duì)通過(guò)海量的參數(shù)優(yōu)化和仿真分析，為各個(gè)部段關(guān)鍵零部件算出了最優(yōu)“體脂”參數(shù)。

因此，長(zhǎng)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(jié)實(shí)堅(jiān)固。

根據(jù)體脂參數(shù)，火箭整體結(jié)構(gòu)減無(wú)可減后，長(zhǎng)五系列火箭開(kāi)始局部塑形。703所型號(hào)專項(xiàng)副主任工程師李桂洋說(shuō)，復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)就像箭體局部塑形的手術(shù)刀，我們用這把手術(shù)刀不但要給“胖五”瘦身，還要給“胖五”健體。

長(zhǎng)五B火箭的芯一級(jí)尾段底板位于箭體最后，不僅是發(fā)動(dòng)機(jī)艙，當(dāng)火箭豎立在發(fā)射臺(tái)上時(shí)，還能起到支撐作用。這塊底板原重超過(guò)700公斤。

“我們采用‘大直徑大厚度碳纖維復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)整體成型’瘦身方案，利用壁厚幾十微米級(jí)的鋁蜂窩結(jié)合輕質(zhì)高強(qiáng)碳纖維復(fù)合材料使得底板在滿足結(jié)構(gòu)剛度和承載能力的情況下，實(shí)現(xiàn)一級(jí)尾段減重約400公斤，材料上薄如蟬翼，結(jié)構(gòu)上堅(jiān)如磐石?！毖兄迫藛T沒(méi)放過(guò)火箭的任何可減局部，就連“乘客”的“座椅”也經(jīng)過(guò)了反復(fù)精減。

長(zhǎng)五B火箭托舉的“乘客”都超過(guò)22噸，相較傳統(tǒng)的“座椅”，必須同時(shí)兼顧承載力的提升和結(jié)構(gòu)重量降低的目標(biāo)。李桂洋介紹，僅僅在結(jié)構(gòu)材料的選取上就有數(shù)百種組合方式需要驗(yàn)證，在經(jīng)過(guò)一輪輪方案論證、一次次的工藝驗(yàn)證、一級(jí)級(jí)的考核試驗(yàn)后，最終突破了瘦身減重的關(guān)鍵技術(shù)，確?！白巍钡母哔|(zhì)量和輕盈性。

值得一提的是團(tuán)隊(duì)針對(duì)大型“座椅”結(jié)構(gòu)實(shí)施“精準(zhǔn)”塑形手術(shù)，“座椅”對(duì)接面實(shí)現(xiàn)近凈尺寸成型，也解決了大型“座椅”的塑形成本問(wèn)題。

有人擔(dān)心，瘦了會(huì)不會(huì)弱不禁風(fēng)。咱們火箭可是科學(xué)減肥，不僅如此，“胖五”身上還有很多巧妙結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔、用料精巧，卻能讓火箭擁有發(fā)達(dá)的肌肉。長(zhǎng)五系列火箭每個(gè)助推器與芯級(jí)之間的主捆綁接頭就具備這樣的能力。王斌說(shuō)，研制人員為主捆綁接頭創(chuàng)新設(shè)計(jì)了一個(gè)鏤空三角形結(jié)構(gòu)，用料少、傳力優(yōu)，還能夠讓每個(gè)瘦身約50公斤的“捆綁接頭”受力達(dá)幾百噸。對(duì)于一個(gè)胖子來(lái)說(shuō)，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(guò)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(shí)，發(fā)揮出更大的力量。