據(jù)美國(guó)有線電視新聞網(wǎng)9月21號(hào)報(bào)道，負(fù)責(zé)阿爾忒彌斯一號(hào)任務(wù)的“太空發(fā)射系統(tǒng)”火箭在加注推進(jìn)劑測(cè)試時(shí)再次出現(xiàn)液氫泄露問(wèn)題。

這也是阿爾忒彌斯一號(hào)任務(wù)火箭連續(xù)三次出現(xiàn)此類問(wèn)題，并因此推遲了兩次發(fā)射，讓世界大跌眼鏡。

號(hào)稱世界航天第一強(qiáng)國(guó)，液氫儲(chǔ)存技術(shù)頂尖的美國(guó)為什么會(huì)頻頻“漏氣”呢？

阿爾忒彌斯1號(hào)火箭

由于氫氣具有儲(chǔ)量大、無(wú)污染、熱效高的優(yōu)點(diǎn)，目前世界主要航天大國(guó)都以液氫作為火箭推進(jìn)劑的主要燃料。

液氫燃料是好，但液氫制備技術(shù)、貯存運(yùn)輸技術(shù)、液氫貯箱制造技術(shù)極其復(fù)雜，以美國(guó)、日本技術(shù)最為先進(jìn)，第二梯隊(duì)是歐洲、俄羅斯，而我們中國(guó)長(zhǎng)期處于被西方卡脖子的地位。

正如美國(guó)炮制的沃爾夫法案，禁止中國(guó)參與國(guó)際空間站的合作，我們才有了自己的“天宮”。

在液氫生產(chǎn)、貯存、貯箱制造技術(shù)上也是如此，不甘落后的中國(guó)人自力更生，奮起直追，逐漸接近世界先進(jìn)水平，并以高成功率、高頻次的火箭發(fā)射一次次驚艷世界。

阿爾忒彌斯1號(hào)火箭這幾次都是因?yàn)闅錃庑孤抖七t發(fā)射的，問(wèn)題就出在貯存液氫的“貯箱”上。

中國(guó)生產(chǎn)的液氫貯箱

液氫“貯箱”是火箭成功發(fā)射的關(guān)鍵設(shè)備，制造材料及工藝極其復(fù)雜。它占到箭體結(jié)構(gòu)重量和空間的50%以上，其內(nèi)部的燃料占火箭總重的90%以上，制造高強(qiáng)度、低重量、防熱密閉性能好的貯箱直接關(guān)系火箭的運(yùn)力和發(fā)射的成敗。

貯箱的研制到現(xiàn)在已經(jīng)歷四代。第一代為5系鋁合金，第二代為2系鋁銅合金，第三代為鋁鋰合金，第四代為含鋰的2系5系合金。

我國(guó)以前的長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭貯箱基本是2A14和2219合金制造的，與美國(guó)、日本還有較大差距。

2021年，航天科技集團(tuán)一院研制出我國(guó)首個(gè)3.35米直徑鋁鋰合金火箭貯箱工程樣機(jī)和復(fù)合材料貯箱原理樣機(jī)，比國(guó)際主流的銅鋁合金強(qiáng)度高30%以上，輕15%以上，有望在2025年前后追平甚至實(shí)現(xiàn)反超。

美國(guó)的阿尓忒彌斯火箭采用的是第四代鋁鋰合金貯箱，強(qiáng)度更大，重量更輕，技術(shù)更先進(jìn)，但為什么頻頻出現(xiàn)液氫泄露的故障呢？

這就要從液氫的沸點(diǎn)說(shuō)起。液氫的沸點(diǎn)是零下252度遇熱極易揮發(fā)，而火箭發(fā)射時(shí)燃燒的外部溫度可以達(dá)到3000攝氏度，而貯箱液氫的溫度要保持在零下252度以下，真是冰火兩重天。

中國(guó)產(chǎn)超大型鋁合金鍛環(huán)

一旦液氫揮發(fā)泄露達(dá)到4%以上的安全閥值，就可能引發(fā)爆炸。這也是一般都在火箭發(fā)射前臨時(shí)加注液氫推進(jìn)劑的原因。

1.NASA的阿爾忒彌斯計(jì)劃就因?yàn)榻?jīng)費(fèi)不足一再拖延，美國(guó)為了減少火箭發(fā)射成本，在貯箱和箭體設(shè)計(jì)上采用了很多新材料、新工藝，近幾次出現(xiàn)液氫泄露問(wèn)題，說(shuō)明超大火箭總體技術(shù)還不十分穩(wěn)定成熟。

2.火箭的貯箱是一個(gè)系統(tǒng)工程，美國(guó)在貯箱的材料和制造設(shè)備上總體技術(shù)有優(yōu)勢(shì)，但也有短板。最近幾次液氫泄露很可能是鋁合金鍛環(huán)和碳纖維復(fù)合防熱層出了問(wèn)題。

火箭推進(jìn)劑貯箱是由一節(jié)節(jié)的長(zhǎng)兩米至五米的鋁合金圓桶連接而成，運(yùn)載火箭的連接器、過(guò)渡環(huán)、轉(zhuǎn)接框都要用到鋁合金鍛環(huán)。看阿爾忒彌斯火箭氫氣漏點(diǎn)位置基本可以判斷，是液氫遇熱揮發(fā)從鍛環(huán)處泄露的。

為了給液氫隔熱，還要給火箭貯箱穿上一層碳纖維復(fù)合材料的外衣。而它的纏繞工藝十分復(fù)雜，不能出一點(diǎn)差錯(cuò)。

2015至2016年，我國(guó)西南鋁研究出直徑十米超大型鋁合鍛環(huán)，兩次刷新世界紀(jì)錄。

美國(guó)火箭貯箱漏氣，說(shuō)明美國(guó)在大型鍛環(huán)制造技術(shù)上和火箭貯箱防熱工藝上還有問(wèn)題，說(shuō)明美國(guó)超大火箭各艙段技術(shù)工藝發(fā)展不平衡。

3.自上世紀(jì)八九十年代以來(lái)，美國(guó)利用美元霸權(quán)這個(gè)金融工具可以輕易向世界收割財(cái)富，導(dǎo)致先進(jìn)制造業(yè)向全球轉(zhuǎn)移。

胖5發(fā)射

此次液氫多次漏氣說(shuō)明，美國(guó)先進(jìn)工業(yè)制造體系不完善，尤其是民用工業(yè)，雖然有先進(jìn)技術(shù)，但工廠未必能按火箭標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)出來(lái)。這說(shuō)明我們的軍民融合發(fā)展是極具高瞻遠(yuǎn)矚的戰(zhàn)略眼光的。

反觀我們國(guó)家雖然在大推力火箭發(fā)動(dòng)機(jī)上與國(guó)外領(lǐng)先水平還有差距，但是通過(guò)多年持續(xù)深耕，我們的胖五火箭100%采用的是全新工藝技術(shù)，系統(tǒng)化、一體化水平全球領(lǐng)先。

所以我們總是能保持火箭的高發(fā)射成功率和高發(fā)射頻次，而美國(guó)除了藍(lán)色起源和馬斯克的星箭，NASA已經(jīng)很久沒(méi)有發(fā)射大型火箭了，即使往國(guó)際空間站運(yùn)送貨物，也要租用俄羅斯的火箭。

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