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  • 中国钢研研发金属新材料助力长征七号遨游太空 2016/7/1
  •         2016年6月25日20时,我国目前运载能力最大的火箭——长征七号运载火箭在海南文昌航天发射场一飞冲天,刷新了中国航天事业史上多个纪录,掀开了中国火箭发展新的篇章。作为国防军工重要的新材料研发和生产基地,中国钢研为长七发动机提供了多种关键金属新材料,助力其遨游太空!
            “新动力”是此次发射任务的最大亮点之一,十台发动机全部采用拥有全部自主知识产权的绿色、无毒、无污染的液氧煤油发动机。这种发动机将火箭近地轨道运载能力从不到9吨提升到了13.5吨,为我国航天工程空间实验室任务提供了强大的动力基础,将逐步替代传统中型运载火箭系列,承担80%发射任务。
             中国钢研,作为我国金属新材料研发基地、冶金行业重大关键与共性技术的创新基地、国家冶金分析测试技术的权威机构,为国民经济建设、国防军工发展和钢铁工业的强盛做出了重要贡献。
              一、火箭发动机心脏——涡轮盘
             高纳公司承担了长七火箭发动机的心脏——涡轮叶盘和全部热端部件的研制任务。从1997年关键技术攻关开始,钢研高纳针对液氧煤油发动机独有的苛刻服役条件,发明了液氧煤油发动机专用涡轮盘材料,该合金在保证热强性的前提下,突破性地解决了多种问题,从而成就了液氧煤油发动机强劲的动力源泉。
             解决了材料研制问题,又经过多系列研究,解决了制造和焊接难题,完成了核心部件整体涡轮叶盘和全部热端部件研制任务。所有材料和零部件通过了多次试车考核,表现出了优秀的服役能力,满足了我国液氧/煤油高压补燃火箭发动机关键材料需要。
             二、发动机主体材料——高强不锈钢
             钢铁研究总院(中央研究院)作为液氧煤油发动机用材料最重要的承研单位,特钢所研发的高强不锈钢是长七火箭发动机的主体材料。研发团队攻克道道难关,研制的系列材料力学性能均达到或超过国际同种材料水平,成功解决了我国液氧煤油高压补燃发动机关键用材从无到有的问题。
             研发团队还针对地处低纬度地区的海南文昌航天发射场“高温、高湿、高盐雾”的特殊气候环境,对高强不锈钢的腐蚀行为和防护措施进行了系统、全面的研究。研究团队于海南选取与文昌气候环境接近的琼海、万宁地区,进行了暴露模拟试验,系统掌握了发动机材料及构件的腐蚀规律及其主要影响因素,提出了加强腐蚀防护的关键工艺措施。这一研究成果获得了航天六院的高度认可,为液氧煤油发动机适应海南文昌基地的发射任务作出了重要贡献。
             三、姿态控制和制导——能源伺服和惯导组件
             钢铁研究总院(中央研究院)功能所作为中国运载火箭技术研究院的长期优秀供应商,所生产的材料,一部分应用在长征七号三级伺服机构上。数字伺服机构与发动机一起构成各级推力矢量控制系统,跟随电子指令运动,对火箭进行姿态控制。一部分应用在姿态控制的激光捷联惯导组件中。惯导组件作为捷联惯性系统的核心部件,在运载火箭控制系统中负责测量箭体相对空间的速度和加速度,经过坐标变换和计算机计算后,可得到箭体的各种导航信息。
             作为我国新一代中型运载火箭的基本型,长征七号火箭肩负着技术进步和更新换代的历史重任,下一个目标是重型火箭发动机。这将会要求发动机性能有数倍的提升,因而对各种材料和零件都提出了更高的要求,中国钢研将会以雄厚的技术积淀和创新能力迎接新的挑战,与业界同仁携手为我国航天事业贡献自己的智慧和力量,见证一个又一个中国航天奇迹!

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