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【火箭结构】火箭外壳比蛋壳还薄?是真的吗?

今年6月,我国神州十四号载人飞船由长征二号火箭成功送入太空,神州十四号的成功,再一次地振奋了国人,也向世界展示了我国的航天能力。那么,承载飞船的数十米高的庞然大物——火箭,为了确保安全,它的外壳是否特别厚重呢?

其实不然,火箭的外壳采用高强铝合金材料,火箭壳体“蒙皮”最薄的地方,的确比蛋壳还薄,让我们通过视频来具体进行了解。

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火箭这个庞然大物,身高数十米,体重有几十到几百吨,大家肯定都觉得,火箭外壳一定是特别厚重,才能支撑起这样的庞然大物。其实,火箭的外壳是很薄的,“胖五”火箭的整流罩,蒙皮最薄的地方只有0.3mm左右(鸡蛋壳厚度约为0.3~0.35mm)。

火箭外壳设计得这么薄,主要是为了让火箭减重。火箭的重量每减轻1公斤,就可能使它的有效载荷增加1公斤。对于卫星、飞船来说,能多1公斤,就可能增加一项重要的功能,就可能为卫星或航天员提供多一份保障。

而人们通常形容火箭是“薄皮大馅”,主要的重量都在火箭肚子里的燃料上。可燃料都是“死重量”,是不能随意增减的,所以,火箭设计师们就把心思动在了火箭的外壳上,把火箭的外壳变薄,目的就是为了给火箭减重。

这么薄的蒙皮,是用铝合金材料做成的,铝合金的强度高、韧性好、重量轻、成本低,是做火箭蒙皮的最佳选择。

用铝合金做成的蒙皮尽管很软、很薄,但是经过受力分析和结构优化以后,用成百上千个铆钉把蒙皮和桁条组合在一起,整个产品就变得非常强壮、结实,在火箭的整个飞行过程中,无论哪个方向受力,都能保证安全可靠。

当然,如果蒙皮过薄,靠不断加密内部框架来保证坚固性的话,反而会使壳体重量加重,达不到预想的效果。因此,设计师要计算出蒙皮和框环、桁条的最佳配比,既保证用最少的材料,又能保证箭体坚固、可靠。

随着技术的不断进步,设计人员计算得也越来越精确,火箭结构也越来越优化,“蒙皮”的厚度也随之变得越来越薄。所以,尽管火箭的外壳,和鸡蛋壳一样薄,但它能够保证火箭,在飞行过程中的足够牢固。

责任编辑: 鲁达

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