揭秘：火箭外殼厚度為何只有幾毫米？

看到長征五號這個身高數(shù)十米的龐然大物，很可能讓人產(chǎn)生一種誤解：這個大火箭的外殼肯定特別厚重，才能足夠堅固。但事實上，常用的火箭殼體“蒙皮”的厚度僅在1.2毫米-2毫米，而整流罩的“蒙皮”最薄處僅有0.3毫米。打一個比方，如果把火箭比作一個成年人，把殼體比作成年人的外衣，那么這層外衣可謂“薄如蟬翼”。

那么，這個所謂的“蒙皮”為什么這么薄？

“蒙皮”的主要材料為鋁合金，這種材料強度高、耐腐蝕、重量輕、成本低，在長征三號甲系列、長征二號F等火箭飛行過程中綜合性能最好，是做“蒙皮”的最佳選擇。更為重要的是，鋁合金材料輕，可以為火箭減輕重量，人們形容火箭是“薄皮大餡”，“蒙皮”薄了，就可以裝更多的燃料，“舉”起更重的衛(wèi)星。

火箭外殼設(shè)計得這么薄，主要是為了讓火箭減重，增加有效載荷?；鸺闹亓繙p輕一公斤，有效載荷就可以增加一公斤，衛(wèi)星和飛船的重量同樣也可以增加一公斤，為宇航員上天和飛行器上天提供更多保障。而人們通常形容火箭是“薄皮大餡”，主要的重量都在火箭肚子里的燃料上?？扇剂隙际恰八乐亓俊保遣荒茈S意增減的，所以，火箭設(shè)計師們就把心思動在了火箭的外殼上，把火箭的外殼變薄，目的就是為了給火箭減重。

它能保證火箭的堅固性嗎？

火箭的外殼其實是由多個部分組成。包括蒙皮、桁條和框環(huán)?？颦h(huán)和桁條組成一個圓柱型的框架，通過鉚接與蒙皮組合到一起。蒙皮主要是起到維持形狀、傳遞剪力、安裝儀器電纜等作用；而桁條則是起到縱向主支撐力的作用。桁條、框環(huán)和蒙皮之間的關(guān)系就像是燈籠里的竹條和外面的紗罩。我們通常所見到的火箭“外殼”，其實只是它的“蒙皮”。

火箭“蒙皮”很薄、很軟，但根據(jù)受力分析進行科學(xué)計算、結(jié)構(gòu)優(yōu)化后，用鉚釘把“蒙皮”和框架固定，每一殼段有上千個鉚釘，這樣就保證了整體結(jié)構(gòu)的強度和剛度。在發(fā)射過程中，無論受到哪個方向的外力，都不會影響火箭的飛行。不過，如果“蒙皮”過薄，靠不斷加密內(nèi)部框架來保證堅固性的話，反而會使殼體重量增加，達不到預(yù)期效果。也因此，設(shè)計人員要計算出“蒙皮”和框環(huán)、桁條的最佳配比，既保證用最少的材料，又保證箭體堅固、可靠。

長征五號大火箭整流罩的“蒙皮”面板厚度只有0.3毫米，在相同剛度下，火箭殼段的重量將減少10%以上。根據(jù)箭體結(jié)構(gòu)設(shè)計人員李操的說法，這樣，火箭就能在保證堅固的前提下，裝上更多的燃料，把有效載荷順利送入軌道了。所以，盡管火箭的外殼和雞蛋殼一樣薄，但它能夠保證火箭在飛行過程中的足夠牢固。

除此之外，我國新一代火箭貯箱也很薄，壁厚僅1毫米！

航天科技集團一院長征二號F運載火箭總設(shè)計師容易打了個更直觀的比方：大家生活中喝的可口可樂的罐子，一定覺得它很薄，如果我們要讓它的承載能力做的和我們火箭的貯箱一樣，可口可樂的罐子還可以減薄三分之二。精益求精，追求極致，火箭制作背后是中國人的“匠心力量”，正是無數(shù)優(yōu)秀航天人才的辛勤付出，才有了讓人驚嘆的航天科技發(fā)展成果。航天人的智慧和勇氣，鑄就了中國航天的輝煌，也為人類探索宇宙、追逐星辰的夢想奠定了堅實基礎(chǔ)。