这项技术通过试验验证，将使中国的运载火箭体重更轻运力更强

碳纤维复合材料，将使中国的运载火箭体重更轻、运力更强。

6月15日，澎湃新闻（www.thepaper.cn）记者从中国航天科技集团八院获悉，由该院805所设计研制的3.35米直径复合材料液氧贮箱，近日圆满完成低温力学试验。这是国内大型复合材料液氧贮箱首次通过工程应用量级的试验验证，后续预计在中国新一代运载火箭上实现工程应用。

贮箱是火箭身上的“大块头”，其重量占到全箭结构重量60%以上。贮箱越轻，火箭可搭载的有效载荷就越多，运载能力就越大。

贮箱低温内压试验  本文图片均为中国航天科技集团八院供图

近年，从传统的铝铜合金到高强的铝锂合金材料，贮箱结构材料的迭代不断助力火箭实现减重“小目标”，但还远远不够。从2016年开始，八院805所结构专业团队将目光放在具有更高力学性能的碳纤维增强复合材料上。

设计师介绍，复合材料的比强度（强度-重量比）相比传统的铝铜合金或铝锂合金材料，通常可以提高50%以上，相比金属贮箱预期可实现减重30%；且可通过一体化设计方法，大幅简化制造流程和质量控制环节，达到降本增效的显著成果，“以八院抓总研制的新一代运载火箭为例，若能在目前金属贮箱基础上实现减重30%，则火箭运载能力将提升6%，也就是说，可以多搭载300公斤的载荷，这对于运力价格以克计的运载火箭来说意义重大。”805所运载火箭结构系统设计师陈佳解释道。

虽然复合材料力学性能优异，但它作为火箭贮箱有两个不容忽视的特性，一是极易与液氧发生剧烈反应，二是易出现低温微裂纹渗漏，给贮箱的安全性带来巨大风险。这对于以液氧、液氢等作为推进剂的中国新一代运载火箭来说，是一个亟待解决的难题。

贮箱低温内压试验

八院805所将“卡脖子”清单变为一项项攻关清单，历时5年攻克了耐液氧材料开发、低温抗渗漏设计、低温密封设计、可重复模具制备、低缺陷制造等10余项关键技术。

比如，团队攻克了高性能耐液氧树脂材料的制备技术，使材料强度提升约50%，且适用于自动铺丝及缠绕等先进制造工艺；在国内首次突破了直径600mm级复合材料法兰低温液氧密封技术；采用抗渗漏冗余设计，在贮箱表层增设了一层轻薄隔离层，把“漏网”的推进剂分子牢牢拴住。10余项关键技术的攻克，打破了以往复合材料极少涉足于低温密封领域的局面，表明805所在大型复合材料液氧贮箱的关键技术攻关上取得实质性突破。