難以置信？火箭外殼厚度隻有幾毫米？

2026-04-16 07:53:05

　　北京時間2024年4月25日20時59分，搭載神舟十八號載人飛船的長征二號F遙十八運載火箭在酒泉衛星發射中心點火發射，約10分鍾後，神舟十八號載人飛船與火箭成功分離，進入預定軌道。最新的“太空出差三人組”——葉光富、李聰、李廣蘇3名航天員狀態良好，發射取得圓滿成功。

　　北京時間2024年4月26日5時04分，在軌執行任務的神舟十七號航天員乘組順利打開“家門”，歡迎遠道而來的神舟十八號航天員乘組入駐“天宮”。隨後，兩個航天員乘組拍下“全家福”，共同向牽掛他們的全國人民報平安。

　　後續，兩個航天員乘組將在空間站進行在軌輪換。其間，6名航天員將共同在空間站工作生活約5天時間，完成各項既定工作。

　　神舟十八號載人飛船與長征二號F遙十八運載火箭組合體由中國航天科技集團有限公司研製。

　　航天科普：

　　長征二號F運載火箭是中國第一型載人火箭，也是我國現役唯一具有故障檢測係統和逃逸係統的火箭，它全程參與了中國載人航天工程“三步走”戰略的每一步，肩負著保障航天員安全進入太空的特殊使命和責任。

　　一想到載人火箭這種龐然大物，很可能讓人產生一種誤解：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。

　　運載火箭殼體蒙皮（圖片來源：中國運載火箭技術研究院新聞中心）

　　打了一個比方，如果把火箭比作一個成年人，把殼體比作成年人的外衣，那麼這層外衣可謂“薄如蟬翼”。

　　那麼，這個所謂的“蒙皮”為什麼這麼薄？

　　“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，在長征三號甲係列、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”起更重的衛星。

　　火huo箭jian外wai殼ke設she計ji得de這zhe麼me薄bo，主zhu要yao是shi為wei了le讓rang火huo箭jian減jian重zhong，增zeng加jia有you效xiao載zai荷he。火huo箭jian的de重zhong量liang減jian輕qing一yi公gong斤jin，有you效xiao載zai荷he就jiu可ke以yi增zeng加jia一yi公gong斤jin，衛wei星xing和he飛fei船chuan的de重zhong量liang同tong樣yang也ye可ke以yi增zeng加jia一yi公gong斤jin，為wei宇yu航hang員yuan上shang天tian和he飛fei行xing器qi上shang天tian提ti供gong更geng多duo保bao障zhang。

　　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裏的燃料上。可燃料都是“死重量”，是不能隨意增減的，所以，火箭設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。框環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、框環和蒙皮之間的關係就像是燈籠裏的竹條和外麵的紗罩。我們通常所見到的火箭“外殼”，其實隻是它的“蒙皮”。

　　火箭“蒙皮”很薄、很軟，但根據受力分析進行科學計算、結構優化後，用鉚釘把“蒙皮”hekuangjiaguding，meiyikeduanyoushangqiangemaoding，zheyangjiubaozhenglezhengtijiegoudeqiangduhegangdu。zaifasheguochengzhong，wulunshoudaonagefangxiangdewaili，doubuhuiyingxianghuojiandefeixing。

　　不過，如果“蒙皮”過薄，靠不斷加密內部框架來保證堅固性的話，反而會使殼體重量增加，達不到預期效果。也因此，設計人員要計算出“蒙皮”和框環、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。

　　航天科技集團一院長征二號F運載火箭總設計師容易打了個更直觀的比方：大(da)家(jia)生(sheng)活(huo)中(zhong)喝(he)的(de)可(ke)口(kou)可(ke)樂(le)的(de)罐(guan)子(zi)，一(yi)定(ding)覺(jiao)得(de)它(ta)很(hen)薄(bo)，如(ru)果(guo)我(wo)們(men)要(yao)讓(rang)它(ta)的(de)承(cheng)載(zai)能(neng)力(li)做(zuo)的(de)和(he)我(wo)們(men)火(huo)箭(jian)的(de)貯(zhu)箱(xiang)一(yi)樣(yang)，可(ke)口(kou)可(ke)樂(le)的(de)罐(guan)子(zi)還(hai)可(ke)以(yi)減(jian)薄(bo)三(san)分(fen)之(zhi)二(er)。

來源：國資小新、機械前沿

編輯：張雨恬

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