火箭外壳最薄处仅有0.8毫米,犹如鸡蛋壳

发布时间 : 2017-08-24     来源 : 中国运载火箭技术研究院新闻中心

  火箭,身高数十米,体重有几十到几百吨,许多人会觉得,它外壳一定特别厚重,才能支撑起这样的庞然大物。其实,火箭的外壳是很薄的,最薄处仅有0.8毫米,和鸡蛋壳差不多。

“皮薄”主要为“减重”

  火箭的重量每减轻1公斤,就可能使它的有效载荷增加1公斤。对于卫星、飞船来说,能多1公斤,就可能增加一项重要的功能,就可能为卫星或航天员提供多一份保障。
  人们通常形容火箭是“薄皮大馅”,主要的重量都在火箭肚子里的燃料上。可燃料都是“死重量”,不能随意增减,所以,火箭设计师们就把心思放在了火箭的外壳上,把火箭的外壳变薄,目的就是为了给火箭减重。

外壳“减重”材料很重要

  要想把火箭外壳做得薄,材料是非常重要的。火箭箭体结构设计师邵英翠介绍说:“目前,常用火箭外壳的主要材料为铝合金,这种材料强度高、耐腐蚀、重量轻、成本低、综合性能最好,是做外壳的最佳选择。”

“轻薄”和“坚固”需兼顾

  科研人员介绍,火箭的外壳由多个部分组成,包括蒙皮、桁条和框环。框环和桁条组成一个圆柱型的框架,通过铆接与蒙皮组合到一起。蒙皮主要是起到维持形状、安装仪器电缆等作用;而桁条则是起到纵向主支撑力的作用。桁条、框环和蒙皮之间的关系就像是灯笼里的竹条和外面的纱罩。我们通常所见到的火箭“外壳”,其实只是它的“蒙皮”。
  邵英翠介绍说:“火箭蒙皮很薄、很软,但根据受力分析进行科学计算、结构优化后,用铆钉把‘蒙皮’和框架进行固定,每一壳段有上千个铆钉,这就保证了整体结构的强度和刚度。在发射过程中,无论受到哪个方向的外力,都不会影响火箭的飞行。”
  当然,如果蒙皮过薄,靠不断加密内部框架来保证坚固性的话,反而会使壳体重量加重,达不到预想的效果。因此,设计师要计算出蒙皮和框环、桁条的最佳配比,既保证用最少的材料,又能保证箭体坚固、可靠。

火箭蒙皮最薄0.8毫米

  随着技术的不断进步,设计人员计算得也越来越精确,火箭结构也越来越优化,“蒙皮”的厚度也随之变得越来越薄。邵英翠说:“以长征二号丙运载火箭为例,火箭卫星支架的蒙皮面板厚度只有0.8毫米。”

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