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直径2.5米蓄热式冷却喷嘴入炉前准备工作
近日，火箭院所属首都航天机械有限公司成功研制重型氢氧发动机喷嘴船用物资，这意味着火箭院大尺寸不锈钢构件扩散钎焊技术能力达到世界先进水平。
不明白这到底是怎么回事？
没关系，我们今天就来
我们来看看，这东西到底有多厉害！
我们先来说说喷嘴
说到火箭发动机，最大、最引人注目的部分就是巨大的喷管。 喷管的主要作用是将火箭推进剂燃料产生的高温、高压气体的热能转化为动能，使火箭获得巨大的推力。
虽然从外观上看像是一个超大号的喇叭，但实际上喷嘴从各方面来说都是一个非常具有挑战性的部件！
一个优秀的喷嘴必须满足以下基本要求：
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耐高温！ 喷嘴必须能够承受氢氧发动机中近3000℃的超高温气体，热流密度接近太阳表面；
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高压力！ 发动机喷出的气体速度非常快，喷嘴必须承受数倍于大气压的高压。 喷嘴必须坚固，否则如果喷嘴破裂火箭发动机喷管，后果将非常严重；
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超薄超轻！ 为了考虑火箭的整体质量和载荷，喷管越轻、越细越好。
2.5米直径焊后再生冷却喷嘴
我们再讨论一下
这项技术造就了超优秀的喷嘴
首都航天机械有限公司研制的发动机喷管分为上、下两段。 上段最大直径1.8米，下段最大直径2.5米。 最薄壁厚仅1毫米。 采用内壁铣槽、外壁直插结构的扩散钎焊制造工艺。
扩散钎焊是在高温下保持一定时间的热量使焊件产生轻微变形的压力焊接方法，利用熔融的中间金属夹层使原子在接触部位相互扩散，形成新的扩散层船用物资，从而实现可靠的连接。 该方法可用于制造内部通道复杂、需要大面积集成的零件。 部件变形小火箭发动机喷管，尺寸精度高，且不损失原材料本身。
内墙！
首都航天机械有限公司工艺师陈志凯介绍，所谓“铣槽”，就是在喷管内壁上铣槽，然后通过扩散将内壁焊接到外壁上。钎焊工艺，使喷嘴壁内部形成紧密排列的中空通道。 为什么要这样设计呢？ 我们知道喷嘴的材质要能承受近3000℃的高温。 液氢和液氧的温度分别为-253℃和-183℃。 这不是现成的冷却液吗！ 火箭设计者让液氢在进入燃烧室之前在这些中空通道中高速流动，带走气体传递到喷嘴的热量，保护喷嘴不被烧毁。 当气体将热量传递给液态氢时，它会预热液态氢。 这些热量最终被液氢带回燃烧室并被再生。 因此，这种设计的发动机喷嘴也被称为“再生冷却喷嘴”。
外墙！
外壁型材无需加工直接焊接而成。 其尺寸大、刚性弱、轮廓精度难以控制。 陈志凯表示，在铣槽喷嘴的制造中，确定内外壁是否连接牢固、是否形成封闭的冷却通道非常重要。 要知道推进剂是由火箭发动机涡轮泵加压的，喷管夹层承受着巨大的压力。 如果连接不牢固，就会被巨大的液压力拉开，对喷管和火箭发射任务造成损坏。 失败的。
火箭学院的“火箭工匠”厉害了
大尺寸构件扩散钎焊工艺结构设计技术
高低温工作设备的配套
大尺寸构件钎焊变形控制
……
一系列技术难题已被攻克
首都航天机械有限公司实现了扩散钎焊技术从设备到工艺的全系统研究和应用，出色地完成了重型发动机再生冷却喷管上下段的扩散钎焊，实现了直径2.5米的再生冷却喷嘴。 成功的扩散钎焊制造。
该喷管的研制成功，为我国大口径重型运载火箭的发展奠定了坚实的基础。
文：高士奇、陈志凯
图片：陈志凯
美术编辑：冯妙然
制片人：王舒
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