热点关注·用碳纤维丝线造火箭|快舟十一号发动机壳体“武汉织造”

   

碳纤维像“缠毛线球”一般最终变身为火箭发动机壳体。

长江日报讯（记者汪甦 通讯员陈诚 张博宁）用丝线造火箭发动机？真的可以！近日，从湖北三江航天江北机械工程有限公司（以下简称“江北公司”）传来好消息，快舟十一号上使用的碳纤维工艺技术又提升了。

一根碳纤维的粗细只有头发丝的十分之一，而小手指粗的一束碳纤维，可以拉动两架大飞机。在江北公司的研发部门，长江日报记者看到了这种新型材料，看起来“细如丝”的线，竟然是制造火箭的材料之一。

“对，我们正是用这细如丝的纤维制造出了快舟十一号新型运载火箭的发动机壳体。”见记者觉得不可思议，江北公司研发中心副主任尹建华解释，碳纤维密度低、强度高、模量高、耐腐蚀、耐高温。应用这一新材料，可以使火箭发动机壳体减重四成，同时保证了发动机在火箭飞行过程中能长时间承受内部高温、高压等极端挑战。2022年底，快舟十一号全箭主体结构就首次采用碳纤维复合材料，并且实现了国产替代。

   

看起来“细如丝”的线，竟然是制造火箭的材料之一。供图：陈诚 张博宁

细如丝，且柔软，碳纤维是如何“变身”的呢？研发人员通过视频向记者展示这个过程：在制造车间，碳纤维像“缠毛线球”一般，一圈一圈被缠绕在圆筒状的火箭发动机壳体上。“缠毛线球”也有严格的技术要求。尹建华介绍：“每一条走线都不能重复，否则会造成某个局部变厚，影响外壳的尺寸和平整度，导致发动机壳体重量分布不均，对火箭飞行稳定性造成影响。而且每一层都要涂上胶液，让纤维丝层层紧密黏合在一起。”

如此循环三四十层，耗时十余天，一个数米直径的壳体才能完工。而后，再进行固化、脱模等工序，最终变身为火箭发动机壳体。

不仅轻量化，碳纤维材料也表现出了惊人的强度。实验室里，研发人员拿碳纤维和高强度钢制成的两种样品对比实验，结果显示，高强度钢的受力为1705兆帕，就是得用5.2吨的力才能把这个样品拉断，而碳纤维的承压强度达到2630兆帕。

尹建华介绍，目前，研发团队正致力于热塑性碳纤维复合材料缠绕技术研究，这项技术革新一旦完全成熟，在缠绕过程中可实现原位固化，生产效率将大幅提高，还能在生产过程中显著减少能源消耗和废弃物产生，为航天制造业的绿色转型提供了可行路径。

“通过对非金属材料制造、工艺技术等的不断突破，未来，轻盈的发动机会更进一步地为固体运载火箭运力提升赋能。”尹建华信心满满。

来源：长江晚报、武汉晚报