“擀饺子皮”的智慧，也能造出火箭燃料箱底？中国科学家用十年攻关给出肯定答案。大连理工大学高性能精密成形团队携手天津永兴科技有限公司，在天津蓟州经济开发区建成国际领先的4米级整体箱底生产线，让“光板”箱底实现稳定批量生产。5月18日，首批产品正式下线，标志着我国运载火箭贮箱关键构件制造从“毛坯成形”大步跨入“产品净成形”时代。

　　新跨越 打破核心技术难点

　　在火箭庞大而精密的结构中，有一个部件被形象地称为“皇冠上的明珠”——燃料贮箱的箱底。不妨想象一下：一个纸箱如果装得太重太满，底部就会变形甚至开裂。火箭燃料贮箱的箱底承受的考验远比这严酷——里面装满液氧、煤油或液氧甲烷等推进剂，不仅要承受内部压力和轴向压力，还要应对剧烈的振动与冲击载荷，受力极为复杂。若箱底是平板，受压后就会向外鼓起，因此必须做成椭球形底。更关键的是，火箭要飞向太空，贮箱越重，有效载荷就越少，能搭载的卫星也就越有限，所以，做出足够深、足够薄、又不起皱的箱底，正是当今制造技术的核心难点。

　　大连理工大学高性能精密成形研究所凡晓波教授团队在苑世剑院士带领下，历时近十年，成功研发世界首创的铝合金超低温成形技术，让火箭燃料贮箱箱底告别传统拼焊和厚板铣削的老路，实现“一次成形、无需加工”的跨越。

　　新思路 超低温成形技术解难题

　　随着商业航天上升为国家战略，到2030年，我国卫星发射需求预计近1000发。而传统方法制造一个火箭燃料贮箱的箱底，需要数天甚至几十天——产能缺口巨大。

　　箱底为何难造？因为它“又大又薄”。凡晓波介绍，燃料贮箱像一个桶，桶身相对好做，但底部的箱底要把整个容器兜起来，形成封闭的压力容器。箱底直径超2米，壁厚仅几毫米，“就像用一张纸那么厚的薄板来压一口锅”，极易起皱和开裂。国外主流技术采用几十毫米厚的厚板旋压成形，再通过大量切削加工“削”到几毫米厚，材料利用率低、加工周期长，而且大型旋压机对中国封锁了半个多世纪。

　　如何破解？关键在调控材料成形性能。凡晓波打比方说：“就像擀饺子皮，面揉得筋道就能擀得又大又薄；水加多了太软容易破，水少了又不成形。”传统思路要么常温成形，但容易开裂；要么加热软化，这么做反而更易开裂，还会破坏组织性能。研究团队发现了铝合金的超低温“双增效应”——在足够低的温度下，铝合金不仅不变脆，反而变强、变韧，塑性大幅提升。这一反常现象入选了2021年“中国科学十大前沿科学问题”。经过多年攻关，团队已完全掌握不同牌号、不同热处理状态下铝合金的超低温变形行为，并据此发明了超低温成形技术——在超低温下可以施加更大的径向拉应力来降低环向压应力，从根源上抑制薄壳起皱，同时避免开裂。

　　新工艺 工期缩短90%以上

　　原理有了，还要解决工程难题：如何将直径几米的模具均匀冷却到预定超低温？团队突破关键技术，研制出世界首台大型超低温成形设备，具备4米级构件整体成形能力，可满足我国主流火箭型号的贮箱制造需求。

　　以长征七号甲火箭为例：它有4个助推器，每个助推器有2个燃料贮箱（液氧箱和煤油箱），每个箱需要2个底，一枚火箭就要用16个2米级箱底，批量制造难度极大。传统工艺下，箱底制造周期很长，一条生产线每年只能生产两三发火箭所需的数量，而现在的需求已是每年十几发甚至几十发，产能远远跟不上。

　　如今，用国产设备就能实现“不切不磨、生产快速、质量过硬”。设备直接用4毫米厚的薄板，一次压出直径2.25米的箱底，做出来就是成品，无需任何后续切削打磨——这叫“净成形”。过去要把多块瓜瓣形的铝板拼焊在一起，经过20多道工序，少则几天、多则几十天，新方法则直接把工期缩短90%以上，最快半天就能制成一件箱底。成品厚薄均匀、内部应力小、尺寸一致，材料性能达到最高强度状态，几乎不出废品。凡晓波表示：“现在箱底一次成形，后续只需在关键位置开出相应的功能孔，效率大大提升，这项技术有望打破火箭制造的产能瓶颈，满足未来高密度发射的需求。”

　　这项完全自主创新的技术，一举打破了国外在大型旋压装备上长达半个多世纪的封锁，更以“一次成形、无需加工”的“冷”工艺，为我国商业航天的高可靠、低成本、短流程制造开辟了一条热气腾腾的新赛道。

　　广合作 为深空探测提供支持

　　参与加工制造的天津永兴科技有限公司，是一家高端制造领域的骨干企业。自2018年落户蓟州以来，深耕汽车零部件和航天精密构件领域，产业规模不断壮大，产值逐年稳步攀升，2025年产值达到2.5亿元，逐步成长为蓟州区具有核心竞争力的科技型企业。

　　公司还与大连理工大学高性能精密成形研究所建立了深度融合的产学研合作，建成4米级生产线，一年可产出1000件整体箱底，有效缓解“星等箭、箭等箱、箱等底”的紧张局面，为我国商业航天和深空探测领域发展提供了坚实可靠的硬核支撑。公司技术总监倪世民介绍：“公司二期预计2026年底竣工并投入使用，建成后将成为蓟州区唯一一家可实现汽车总成焊接的公司，同时航天车间可实现火箭主要部件制造，充分满足航天领域不断增长的市场需求。”

　　文/摄 记者 李梅旭