八年磨一剑！在闵行打造火箭上的“皇冠”

运载火箭的主体结构，叫做贮箱，其组成之一箱底，椭球形曲面薄壁结构，是关系全箭可靠性的核心关键构件，被大家形象地称为火箭上的“皇冠”。

“这是我们刚刚下线的第100件3.35米整体箱底，产线节拍缩短至3天，效率提升80%，质量数据包全程可追溯，产线全流程数控化率达到100%，马上我们还将迎来更大尺寸整底产品投产，实现技术迭代升级。”10月13日，中国航天科技集团有限公司八院149厂整体箱底产线第100件产品下线，工作组组长堵同亮说道。该项目基于提出的流体均布加载应力场调控理论，独辟蹊径，研制出世界最大的板材流体压力成形装备，团队八年磨一剑，攻克了10余项工艺核心技术，是国际上首次采用超薄板成形制造出的直径3米级火箭整体箱底。

创新是引领航天高质量发展的第一动力。多年来，中国航天科技集团有限公司八院149厂立足打造航天轻质高效结构制造技术策源地，在新材料、新工艺及前沿技术探索方面取得长足进步，为加快构建“三高”全面发展模式提供了强劲动力，释放了创新活力。这座百年老厂拥有着一条国际领先的现代化生产线，让我们一起走进位于闵行的八院149厂，聆听火箭关键构件制造背后的故事。

运载火箭是国之重器，是航天技术发展中的重要组成部分。运载能力有多大，航天的舞台就有多大。贮箱是火箭的主体结构，占火箭结构干重的80%。贮箱通常由筒段、短壳和箱底三大件组成。其箱底为椭球形曲面薄壁结构，服役时承受内压、轴压、振动和冲击等复杂载荷的联合作用，是关系全箭可靠性的核心关键构件，被誉为火箭上的“皇冠”。

在国际上，新一代运载火箭向着整体化、大型化、轻量化、高可靠、低成本方向发展。同时在极端服役条件下，对火箭可靠性的要求更为苛刻，传统大量焊接结构不适应高可靠和高效率制造需求，迫切需要箱底整体化成形制造技术，将传统的多块拼焊结构升级为整体结构。

然而，整体箱底制造却存在两大技术挑战。“第一个挑战是‘深腔曲面’，深径比达0.7，型面精度1.5毫米，要求极高。第二个挑战是‘超薄壁厚’，零件壁厚相对板幅来说非常小，不足3‰，这类深而薄结构刚度极弱，在成形过程会发生严重失稳缺陷，成为长期未得到突破的国际难题。”八院149厂副总工程师、运载领域总师张选明介绍。

NASA、欧空局通过增加板厚绕开薄板起皱来解决该难题，采用30—50毫米的厚板，通过旋压制坯，再车削加工减薄的技术途径，存在废品率高和性能弱化的问题，同时加工周期长达3—4周，材料利用率仅为10%左右。

从20世纪80年代起，我国火箭箱底就一直采用分块成形瓜瓣，而后再焊接成整体的方法，拼焊箱底生产工序多达20个以上，制造周期长、成本高，而且焊缝区需要加厚处理，使贮箱的重量大幅增加。其中更为严重的是瓜瓣成形精度难以保证一致，强迫装配时导致残余应力，降低箱底承压能力和可靠性，始终是我国现役火箭的一个薄弱风险点。

无惧环境的恶劣，攻克技术的壁垒，敢于战胜一切艰难险阻，勇于攀登航天科技高峰，发展航天事业，必须立志图强。面对困扰已久的国际难题，哈尔滨工业大学苑世剑教授团队经过潜心研究，提出了

新的理论和工艺只有物化到装备中才能落地转化，形成现实生产力。在科技部、工信部等重点项目的支持下，八院149厂联合哈尔滨工业大学、合肥合锻，机械科学研究总院组成攻关团队，承担起整体成形技术重大工程落地的重任。

“我们面临的是原始技术创新积累与装备、材料国产化的大型系统工程，需要始终坚持创新引领，助力实现高水平科技自立自强。”时任八院149厂总工程师郭立杰鼓励团队说。

八年磨一剑，团队进行了多轮的方案重构和迭代，终于突破大体积水介质并联增压和大吨位双动压力机精度控制等关键技术，研制出世界最大的板材流体压力成形装备。其成形力为1.5万吨，高压介质体积5立方米，分别是世界同类最大装备的1.5倍和10倍。整底工程化应用负责人胡蓝博士介绍：“以1.5万吨流体高压成形重大装备为基础，企业配套形成了

“创新永无止境，唯有创新才能持续发展。”流体成形技术与装备的成功实施，使我国火箭结构制造关键技术实现跨越式发展，形成国际先进的第二代整体箱底制造技术，大幅提升我国火箭大型轻质薄壁结构的制造水平和生产能力，也为未来火箭的研制提供了关键产业化技术积累。

这些成绩的取得离不开航天、高校与合作伙伴共同领衔的顶尖人才团队，他们通过原理性前沿探索、关键技术攻关、成果落地转化，打造了完整创新链条，有力地支撑型号产品研制生产任务。他们关注每一个细节，确保每一次发射的安全可靠；他们注重每一次实践，确保每一次技术创新的关键验证；他们在航天事业发展的征程上正矢志不渝、踔厉奋发，筑梦星辰大海。

记者：毛海萍

图文：上海航天

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