天盟传媒 - 一个会员自行传媒的平台，人人都是传媒者！

标题: 美国火箭又漏气了，液氢贮存技术顶尖的美国频频失败说明了什么？ [打印本页]

作者: 明日方舟 时间: 2023-2-9 15:03
标题: 美国火箭又漏气了，液氢贮存技术顶尖的美国频频失败说明了什么？
据美国有线电视消息网9月21号报道，负责阿尔忒弥斯一号任务的“太空发射系统”火箭在加注推进剂测试时再次出现液氢泄露题目。
这也是阿尔忒弥斯一号任务火箭一连三次出现此类题目，并因此推迟了两次发射，让世界大跌眼镜。
号称世界航天第一强国，液氢储存技术顶尖的美国为什么会频频“漏气”呢？

阿尔忒弥斯1号火箭
由于氢气具有储量大、无污染、热效高的长处，目前世界主要航天大国都以液氢作为火箭推进剂的主要燃料。
液氢燃料是好，但液氢制备技术、贮存运输技术、液氢贮箱制造技术极其复杂，以美国、日本技术最为先进，第二梯队是欧洲、俄罗斯，而我们中国恒久处于被西方卡脖子的地位。
正如美国炮制的沃尔夫法案，禁止中国参与国际空间站的合作，我们才有了本身的“天宫”。
在液氢生产、贮存、贮箱制造技术上也是云云，不甘落伍的中国人自力更生，奋起直追，逐渐接近世界先进程度，并以高乐成率、高频次的火箭发射一次次惊艳世界。
阿尔忒弥斯1号火箭这几次都是因为氢气泄露而推迟发射的，题目就出在贮存液氢的“贮箱”上。

中国生产的液氢贮箱

液氢“贮箱”是火箭乐成发射的关键设备，制造质料及工艺极其复杂。它占到箭体结构重量和空间的50%以上，其内部的燃料占火箭总重的90%以上，制造高强度、低重量、防热密闭性能好的贮箱直接关系火箭的运力和发射的成败。
贮箱的研制到如今已履历四代。第一代为5系铝合金，第二代为2系铝铜合金，第三代为铝锂合金，第四代为含锂的2系5系合金。
我国以前的长征系列运载火箭贮箱基本是2A14和2219合金制造的，与美国、日本另有较大差距。
2021年，航天科技集团一院研制出我国首个3.35米直径铝锂合金火箭贮箱工程样机和复合质料贮箱原理样机，比国际主流的铜铝合金强度高30%以上，轻15%以上，有望在2025年前后追平甚至实现反超。
美国的阿尓忒弥斯火箭采用的是第四代铝锂合金贮箱，强度更大，重量更轻，技术更先进，但为什么频频出现液氢泄露的故障呢？
这就要从液氢的沸点说起。液氢的沸点是零下252度遇热极易挥发，而火箭发射时燃烧的外部温度可以达到3000摄氏度，而贮箱液氢的温度要保持在零下252度以下，真是冰火两重天。

中国产超大型铝合金锻环
一旦液氢挥发泄露达到4%以上的安全阀值，就可能引发爆炸。这也是一样平常都在火箭发射前临时加注液氢推进剂的原因。
1.NASA的阿尔忒弥斯筹划就因为经费不足频频耽搁，美国为了淘汰火箭发射成本，在贮箱和箭体设计上采用了许多新质料、新工艺，近几次出现液氢泄露题目，说明超大火箭总体技术还不非常稳固成熟。
2.火箭的贮箱是一个系统工程，美国在贮箱的质料和制造设备上总体技术有优势，但也有短板。近来几次液氢泄露很可能是铝合金锻环和碳纤维复合防热层出了题目。
火箭推进剂贮箱是由一节节的长两米至五米的铝合金圆桶毗连而成，运载火箭的毗连器、过渡环、转接框都要用到铝合金锻环。看阿尔忒弥斯火箭氢气漏点位置基本可以判断，是液氢遇热挥发从锻环处泄露的。
为了给液氢隔热，还要给火箭贮箱穿上一层碳纤维复合质料的外衣。而它的缠绕工艺非常复杂，不能出一点差错。
2015至2016年，我国西南铝研究出直径十米超大型铝合锻环，两次革新世界记录。
美国火箭贮箱漏气，说明美国在大型锻环制造技术上和火箭贮箱防热工艺上另有题目，说明美国超大火箭各舱段技术工艺发展不均衡。
3.自上世纪八九十年代以来，美国利用美元霸权这个金融工具可以轻易向世界收割产业，导致先进制造业向环球转移。

胖5发射
此次液氢多次漏气说明，美国先进工业制造体系不完善，尤其是民用工业，虽然有先进技术，但工厂未必能按火箭尺度生产出来。这说明我们的军民融合发展是极具高瞻远瞩的战略眼光的。
反观我们国家虽然在大推力火箭发动机上与国外领先程度另有差距，但是通过多年持续深耕，我们的胖五火箭100%采用的是全新工艺技术，系统化、一体化程度环球领先。
所以我们总是能保持火箭的高发射乐成率和高发射频次，而美国除了蓝色起源和马斯克的星箭，NASA已经很久没有发射大型火箭了，即使往国际空间站运送货物，也要租用俄罗斯的火箭。
图源网络，侵删。

欢迎光临天盟传媒 - 一个会员自行传媒的平台，人人都是传媒者！ (https://tianmg.com/mp/)