商业航天的竞争不只是型号方案的比拼,底层制造供应链与专用工装能力,正在成为拉开技术差距的关键。全碳纤维贮箱能够实现箭体显著减重,但大尺寸构件的生产,高度依赖专用成型工装的能力输出,这也是不少商业航天品牌推进型号研制过程中绕不开的现实难题。
近日,微光启航“微光一号”16米中型液体可重复使用运载火箭一级燃箱成型模具正式下线,标志着企业突破大型复合材料贮箱工装设计制造难关,为后续贮箱的批量生产打下硬件基础。

“微光一号”一级燃料贮箱长16米,直径约3.8米,整体采用由90根纵向桁条、18道环框组成的桁式结构。研发团队同步完成大尺寸薄壁加筋结构共固化一体成型技术攻关,对配套模具提出十分严苛的综合条件。这套工装需要在热压罐内承受200℃高温、0.7MPa高压的固化环境,同时要适配国内现有自动铺丝设备的作业边界,整套模具总重量必须控制在20吨以内。

如果沿用行业惯用的碳钢、不锈钢模具思路,在重量上限约束之下,模具柱段分瓣、箱底位置等效厚度会不足10毫米,刚度、成型精度、设备适配三者很难同时兼顾,国内也没有现成成熟方案可供直接照搬。微光启航研发团队没有在传统金属模具框架内做改良,转而从整体结构方案寻找突破口,经过多轮仿真验算、方案比对,最终落地无内部支撑蜂窝夹层结构。在严格的重量约束条件下实现高刚度效果,将两端支撑状态下模具挠度控制在1.0毫米以内,全部关键指标均达到既定设计标准。

对于大型薄壁复合材料构件来说,模具绝非简单的加工载体。模具自身的刚度、加工精度与重复使用性能,直接决定贮箱成品尺寸、成型质量以及工艺的可复制性。这套大型成型模具顺利下线,代表微光启航商业航天在大型全碳纤维贮箱成型工装轻量化、高刚度研制领域实现重要突破,填补国内大型全碳纤维复合材料贮箱成型工装领域的技术空白。
航天工程创新,更多体现在把材料、结构、工装转化成可落地、可复现的工程成果。面对没有先例的研制场景,微光启航依靠系统工程思路解决制造卡点。后续企业将继续推进“微光一号”型号研制,把复合材料技术积累转化为产品性能与制造效率,为国内可重复使用运载火箭发展探索可行路径。
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