中科院金属所镁合金成果助推长征五号运载火箭再次成功发射！

2019年12月27日,长征五号运载火箭在中国文昌航天发射场又一次发射成功。由中国科学院金属研究所研制的高强镁合金惯组支架继续成功应用于长征五号运载火箭,助力“胖五”成功发射。

 “长征五号”是我国起飞重量和运载能力最大的大型运载火箭,此次任务的成功,意味着我国具备发射更重航天器,或将航天器送向更远深空的能力,是实现未来探月工程三期、首次火星探测等国家重大科技专项和重大工程的重要基础和前提。减轻自身重量,提高有效载荷运载能力是其重要技术指标,而采用轻质高强镁合金结构件可以显著减重。

惯组支架是我国“长征五号”等新一代大型运载火箭箭体飞行姿态和轨迹控制系统的装载平台,是重要的承载铸造结构件,满足高强度、阻尼减振等性能要求,并对冶金质量,如疏松缺陷和夹杂等铸造缺陷提出了高要求。铸件具有尺寸大(轮廓尺寸:870x480x450mm),薄壁且壁厚不均,大平面结构等结构特点。然而,我国镁合金材料和结构件铸造成形技术较为薄弱,铸件力学性能和冶金质量稳定性差。大尺寸薄壁复杂结构件铸造成形的工序和工艺参数众多,它们还影响和相互制约,极难平衡。因此,铸造工艺难度和风险大。

中科院金属研究所韩恩厚研究员、陈荣石研究员领导的团队临危受命,在较短时间内突破了镁合金熔体洁净化、铸件致密化、多功能表面腐蚀防护涂层制备等技术瓶颈,满足了型号减重技术指标和研制周期的严格要求。所研制的高强镁合金惯组支架继2016年11月3日装机圆满完成长征五号首飞任务后,2019年12月27日圆满完成长征五号遥三运载火箭的飞行任务,将实践二十号卫星送入预定轨道。高强镁合金结构件及其成形技术助力我国由航天大国不断迈向航天强国。

韩恩厚,男,1961年8月生,中国科学院金属研究所材料环境腐蚀研究中心主任,二级研究员,博士生导师,国家金属腐蚀控制工程技术研究中心主任,国家材料服役安全科学中心(筹)建设项目指挥部副总指挥、首席科学家,金属腐蚀与防护国家重点实验室学术委员会主任。 曾任世界腐蚀组织副主席(2007-2010),兼美国俄亥俄州立大学教授、中国腐蚀与防护学会副理事长、常务理事。主要从事材料的腐蚀机理、腐蚀防护技术和工程结构的环境损伤寿命预测与控制。连续主持三项国家“973”项目。研究成果已在油气长输管道、核电、飞机等上获得工程应用,解决了腐蚀导致的重大装备失效的部分关键瓶颈问题。“纳米氧化物浓缩浆与纳米复合涂料”2006年获国家技术发明二等奖(排名第一),“飞机日历寿命的定量评价与延寿应用”2009年获国家科技进步二等奖(排名第一);2000年享受国务院政府特殊津贴,2006年入选“新世纪百千万人才工程”国家级人选,2008年被授予腐蚀工程师协会会士(Fellow, NACE International)。发表论文200余篇,国际会议大会报告和特邀报告30余次,国内会议大会报告和特邀报告20余次。授权国内发明专利40余项。

长征五号系列运载火箭(英文:Long March 5 Series Launch Vehicle),又称“大火箭”“胖五”,是中华人民共和国为了满足进一步航天发展需要,并弥补中外差距。而在2006年立项研制的一次性大型低温液体捆绑式运载火箭,也是中国新一代运载火箭中芯级直径为5米的火箭系列。

长征五号系列由中国运载火箭技术研究院研制,设计采用通用化、系列化、组合化思想。系列由二级半构型的基本型长征五号运载火箭(CZ-5)、不加第二级的一级半构型长征五号乙运载火箭(CZ-5B)以及添加上面级的长征五号/远征二号运载火箭(CZ-5/YZ-2)组成,地球同步转移轨道和近地轨道运载能力将分别达到14吨级、25吨级。中国未来天宫空间站、北斗导航系统的建设,探月三期工程及其它深空探测的实施都将使用该火箭系列。

长征五号于2016年11月3日在中国文昌航天发射场首飞成功,由此成为中国运载能力最大的火箭。长征五号乙则预计将在2020年实现首飞。