它是火箭中應(yīng)用最廣泛使用量最大的基礎(chǔ)產(chǎn)品,它叫——緊固件。近期,火箭院總體設(shè)計(jì)部研制出航天新一代高強(qiáng)鋁合金緊固件,輕質(zhì)、高強(qiáng)、可靠性能高,可推動(dòng)航天緊固件產(chǎn)品迎來(lái)全面升級(jí)換代。 它還有許多閃光點(diǎn) 1 可實(shí)現(xiàn)緊固件重復(fù)安裝,提高緊固件抗咬死能力和安裝工藝性,也為后續(xù)火箭重復(fù)飛行提供了緊固可靠的保障。 2 設(shè)計(jì)了高強(qiáng)鋁合金緊固件固體潤(rùn)滑技術(shù),減少裝配步驟,增強(qiáng)產(chǎn)品一致性。 3 創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),減少對(duì)操作空間和操作工裝的需求,安裝操作性更好。 研制這樣的緊固件需要幾步 航天緊固件的重要用途是將箭體各部位緊緊連接在一起,同時(shí)也要跟火箭一起在高溫、高強(qiáng)度的環(huán)境下工作,因此,小小的它,可能不引人注目,但性能也要和火箭一樣可靠安全。 01 第一回合 選材選優(yōu) 這是個(gè)既要又要還要的過(guò)程 單純質(zhì)量輕或者強(qiáng)度高的材料 都會(huì)被pass 無(wú)數(shù)輪配比論證 才求解出這一款 輕質(zhì)+高強(qiáng)+高韌的優(yōu)選材料配比 02 第二回合 摸索工藝 不同的生產(chǎn)工藝 會(huì)讓材料呈現(xiàn)出來(lái)的性能完全不一 篩選出的材料配比 火里來(lái)水里去 冷鐓、沖壓、熱處理…… 一道道工序重重嘗試之后 才得出適合的成型工藝 03 第三回合 試驗(yàn)考核 經(jīng)歷異常嚴(yán)苛的試驗(yàn) 可靠性、疲勞性、環(huán)境適應(yīng)性…… 一個(gè)螺栓至少經(jīng)歷20余項(xiàng)試驗(yàn) 每一項(xiàng)試驗(yàn)都超過(guò)數(shù)萬(wàn)次考核 每一回合都像是 在選拔優(yōu)等生里的“尖子生” 層層通關(guān)后 才能算成功誕生 小小緊固件,緊固產(chǎn)品,連接未來(lái)。 目前,新一代緊固件產(chǎn)品已在航天型號(hào)上應(yīng)用,并形成產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品體系,為我國(guó)航天緊固件自主創(chuàng)新、技術(shù)領(lǐng)先積蓄力量。下一步,火箭院還將探索具備智能化、信息化的緊固件,進(jìn)一步提升我國(guó)以緊固件為代表的基礎(chǔ)機(jī)電產(chǎn)品性能。
火箭院總體設(shè)計(jì)部緊固件室副主任盧紅立介紹,該系列緊固件是全球首型強(qiáng)度量級(jí)達(dá)600MPa級(jí)的高強(qiáng)鋁合金緊固件產(chǎn)品,技術(shù)水平國(guó)際領(lǐng)先,能夠全面替代型號(hào)儀器支架安裝連接用碳鋼類(lèi)緊固件,自重更輕,減重效果超過(guò)60%,大幅提升了緊固件輕質(zhì)化水平,做到了航天緊固件產(chǎn)品的“單項(xiàng)冠軍”。
一枚火箭上有幾十萬(wàn)個(gè)緊固件,雖然單個(gè)緊固件的自重可能看起來(lái)影響并不是很大,但幾十萬(wàn)個(gè)緊固件的重量加起來(lái),對(duì)于“體重”錙銖必較的火箭來(lái)說(shuō),也是不小的。因此,新一代高強(qiáng)鋁合金緊固件的研發(fā)應(yīng)用,對(duì)支撐航天型號(hào)輕質(zhì)化發(fā)展有著重要意義。
總體設(shè)計(jì)部副總師石玉紅介紹,高強(qiáng)度并不是緊固件研制的終點(diǎn),我們想讓它既強(qiáng)且韌,除了在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上進(jìn)行優(yōu)化,團(tuán)隊(duì)還建立了拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷面收縮率、延伸率和沖擊韌性的緊固件綜合力學(xué)性能指標(biāo),規(guī)定了緊固件拉伸強(qiáng)度上下限,提升了新一代高強(qiáng)鋁合金緊固件的韌性。所謂技多不壓身,新一代高強(qiáng)鋁合金緊固件針對(duì)緊固件常有的脆斷、咬死、松動(dòng)等痛點(diǎn),也進(jìn)行了逐一突破。
2019年,總體設(shè)計(jì)部開(kāi)展高強(qiáng)鋁合金研制工作。研制團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)4年多攻關(guān),完成了百余項(xiàng)試驗(yàn)研究,實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)創(chuàng)新和突破,才“誕生”了這樣的緊固件。
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