这是国内航天制造业心照不宣的秘密。
工艺差,废品率高,为了保证强度,只能把件往厚了做。
“还有焊缝。”韩栋切出下一张图,图上是储箱段拼接时的氩弧焊焊缝显微图。
“传统氩弧焊,高温融化铝合金,焊缝处的金属晶粒粗大,导致强度锐减,只有母材的60%,为了补足强度,总体设计室是怎么干的?”
“加厚焊缝区域的壁厚,并在接头处增加金属垫板。”赵国锋接话,声音微沉,他意识到了韩栋要干什么。
“没错,加厚垫板。”
“加工精度不够,就用重量去填!焊接强度不够,就加铁皮去补!火箭在飞行过程中要承受复杂的弯矩,因为算不准受力极值,就在整个箭体上大面积铺设加强筋!”
韩栋的语速骤然加快,字字诛心。
“赵总工,长三乙那24吨的空箭死重里,有至少百分之三十,是纯粹的无效重量!是你们为了对抗落后制造工艺带来的误差,而被迫堆叠上去的安全冗余!”
杨振华眼中闪过一丝精光。
“这些为对抗制造缺陷而额外增加的死重,在天上就是毫无意义的累赘。”
“发动机烧掉的燃料,全用来推这些因为心虚而加上去的材料。”
赵国锋呼吸急促,老一代航天人的尊严被当面剥开。
“这是系统工程的必须条件!”赵国锋厉声反驳。
“没有这些冗余,箭体在跨音速的剧烈震颤中就会解体!你以为我愿意造那么重吗?
工业基础摆在这里,不加厚,谁敢保证哪条焊缝里没有气孔?谁敢保证哪块蒙皮不会撕裂!”
“我敢保证。”韩栋的话如雷贯耳。
韩栋在键盘上按下回车键。
大屏幕上的盘古沙箱启动。
“大兴超级工厂,天工九代五轴龙门铣床已完成工艺解构。大兴军工基地,天工特种摩擦焊设备组网完毕。”
屏幕上跳出一套完全颠覆常理的火箭壳体模拟加工视频。
“放弃落后的化学腐蚀。
所有燃料储箱的蒙皮,全部采用天工机床进行纳米级五轴机械铣削。”
韩栋指向视频中高速旋转的主轴。
“盘古系统根据火箭上升段的真实气动受力数据,生成等应力蒙皮微观雕刻算法。”
视频中,一块铝合金厚板在铣刀的切削下快速变薄,但这并不是均匀变薄。
“应力集中的区域,厚度保留2.0毫米,受力盲区直接铣削到极限的0.8毫米,没有任何一克的铝材被浪费,所有壁厚全部卡在理论临界点上!”
韩栋抛出第一项技术升级。
“这一项,能把单发长三乙的壳体重量,削掉2.1吨。”
张国忠难以置信的瞪大眼睛,迅速在纸上演算这个数字的可能性。
如果是绝对无误差的数控加工,2.1吨的削减完全在物理力学框架内!
“第二项,淘汰氩弧焊。全面引入启航研发的高频电磁搅拌摩擦焊。”
大屏幕上出现另一种设备的运作图,一个高速旋转的特种合金搅拌头,压在两块铝合金板的接缝处。
“不加热熔化,而是通过剧烈的高频物理摩擦,让铝合金晶体进入塑性流变状态,强行把两块板的原子揉捏在一起!”
韩栋调出焊缝强度对比数据。
“没有气孔,没有热裂纹,接头强度达到母材的98%以上。
这样不用再额外加厚接头,不用再垫加强板!”
“这又能抠出0.9吨。”韩栋报出第二个数字。
赵国锋手指微微颤抖,他盯着大屏幕上那些完美融合的铝原子晶格热力图,内心的工程底线在受到猛烈冲击。
“第三项,也是最关键的一项。”韩栋调出一张密密麻麻的网格力学图。
“4.8米的超大整流罩带来的气动弯矩问题。”
“张主任说弯矩会折断细长的箭体这没有错,因为传统的箭体刚性分布是均匀的。”
韩栋切入系统工程的深水区。
“不改火箭外形,用盘古算力,重新计算长三乙箭体的固有共振频率。”
屏幕上的长三乙模型开始剧烈扭动,模拟跨音速震颤。
“盘古系统在三十分钟前跑出了结果。
通过微调天工机床在铣削网格加强筋时的角度和密度,让箭体下半部分的刚度,保持非线性的阶梯状增强。
不需要增加一克重量,利用不同刚度区的物理退让,把顶端传导下来的气动弯矩,像打太极一样层层化解掉!”
演示结束。
屏幕上出现了一枚全新的长征三号乙模型。
外形与之前毫无二致,但内部结构已被完全重构。
“全箭空重,从24吨降至19.8吨。”韩栋指着最终数据,给出致命一击。
“抠出来4.2吨的重量。”
“这4.2吨的死重被去掉了,火箭的推力没变。”韩栋走到赵国锋面前。
“那省下来的这4.2吨推力,用来干什么?”
“用来推四米太空望远镜。”楚建国接上话茬,满脸通红,激动得声音发颤。
他听懂了韩栋的逻辑。
不加发动机推力,就把火箭自己砍去4吨冗余,腾出来的运力,刚好填平载荷超重的死结!
张国忠目不转睛的看着屏幕上的应力图。
“韩院长,这种等应力蒙皮雕刻和变刚度结构网络,需要非常恐怖的加工一致性。
几百个平方的蒙皮,只要有一处下刀深了0.1毫米,薄弱点在天上就会撕成碎片!”
“启航的大兴超级工厂,公差单位是微米,纳米级下压反馈。”韩栋转头看向张国忠。
“只要算力敢画,机床就敢刻,绝不存在手抖。”
赵国锋低着头,看着自己那份所谓的务实方案,纸上的字迹刺痛了他的眼睛。
几十年来,航天人习惯了带着沉重的镣铐跳舞,习惯了用增加重量来掩盖基础工业的粗糙。
他们从来不敢想象,当制造精度被推向绝对极限时,那些原本被视为不可侵犯的系统底线,竟然全都是落后带来的遮羞布。
精密制造反向释放冗余。
用变态的工艺压榨,强行拉高运力天花板。
赵国锋缓缓抬起头,眼中没有了先前的抵触,而是对全新工业时代的敬畏。
“韩院长。”赵国锋似乎还有些疑问。
“如果大兴工厂的加工精度,达不到盘古系统算出的理论数值,如果在天上因为蒙皮厚度问题炸了,谁负责?”
“我负责。”韩栋没有半秒犹豫。
“启航以全盘技术资产作保。”
杨振华拍了下椅子扶手,激动地站起身,目光如炬
“好!”
“畏首畏尾难有作为,既然启航捅破了这层窗户纸,咱们就敢把天翻过来!”
杨振华看着赵国锋。
“国锋同志,散会后,立刻以科工局名义下发绝密文件。
航天一院全面对接启航太空技术研究院,长三乙全套设计图纸、飞行遥测原始数据、材料受力参数,对盘古系统无条件开放!”
“张国忠!”
“到!”张国忠站直。
“把一院总体室的精锐全拉到大兴去,在盘古的沙箱里,把这枚变更后的长三乙的每一条附加条件,重新算一遍!
一个月内,我要看到新壳体的施工蓝图!”
“是!”张国忠厉声应答,眼中满是狂热。
杨振华转向韩栋,语气放缓但分量极重:
“韩栋同志,这一仗,不仅是送望远镜上天,更是要用这发火箭,给整个华夏重工业打个样!”
“启航随时待命。”韩栋平静回应。
会议解散。
当天夜里,十五辆武装押运的重型卡车驶入大兴启航超级工厂,车上装载着从西南铝业紧急调拨的最高标号航空铝合金厚板。
精密一号车间的大门轰然开启。
陆先进站在天工九代龙门铣床巨大的工作台前,看着吊车将一块长达十米、重达数吨的铝合金板材平稳放置在真空吸盘阵列上。
燕京超算中心,盘古系统的数据流顺着专线疯狂涌入车间的底层控制器。
大屏幕上,等应力非线性结构雕刻代码进度条,加载至百分之百。
韩栋站在二楼的环形玻璃走廊上,俯瞰着下方庞大的机械巨兽。
微观的极致探测,终究要靠宏观的暴力钢铁推向星辰。
而此刻这台统御微观的工业大脑,即将对大国重器的骨架,落下第一刀。