科创中国

相比传统的橡胶、铝隔膜，钛隔膜具有轻质、高比强度、焊接性好、耐高温、耐腐蚀、长寿命、高可靠性、高排放效率等优点，在经常变轨、姿态调整频繁、机动性强的航天器上应用广泛，如天地往返平台、载人登月平台、深空探测器、高超再入机动弹头、动能拦截与反拦截弹头等。钛隔膜封闭在壳体贮箱内，在压力下发生塑性变形并向出口挤压燃料，保证姿控发动机运转，是轨姿控制动力系统中的核心部件，提前加注燃料后贮 存期长达十年，对实现动力系统预包装、提高武器快速反应能力起着决定性作用。金属隔膜的设计与制造属于非常敏感的国防尖端技术，公开发表的相关的文献资料很少，美国于二十世纪八十年代在MX洲际弹道导弹上采用了铝 制金属隔膜。九十年代以后，俄美在这方面均进行了较多的研究，其中有上翻式结构，下翻式结构，变壁厚结构及同心凸筋等多种形式。所应用的系统有美国天基拦截器（SBI），大气层外弹射（SEPA），动能杀伤武器(KKV)等。为了进一步降低武器姿控系统的结构重量，采用高温燃气作为气源已成为一种趋势，因此铝制金属隔膜已不能满足要求，而钛及钛合金具有耐高温、耐腐蚀、高比强等优异特性，在姿控动力系统中采用钛金属隔膜是今后必然的发展趋势。

       我院自2001年率先在国内开展高精度变壁厚钛隔膜研制，攻克了高塑性、高均质、各向同性钛板材的加工制备、高精度变壁厚钛板材精密加工、超薄壁半球形壳体冷拉深成形等关键技术，生产的钛隔膜容积从0.09升到70升达二十余种，壁厚精度0.01mm、外廓尺寸精度0.05mm、底面直径50~800mm、高度50~600mm、翻转排放效率≥95%，综合性能达到国际先进水平，已在XX-19A、XX-20、XX-26、XX-43、XX-45、XX-53A、XX-55D型号、XX洲际导弹、可返回式航天器等多个战略装备得到大量应用。钛隔膜的应用降低系统重量、缩短反应时间，大幅提升武器装备的打击精度和可靠性，提高轨姿控动力系统的性能水平，有效推动了我国航天飞行器轨姿控领域的技术进步，显著增强了国防实力，具有巨大的社会经济效益。钛隔膜产品的用户集中在航天领域，目前国内80%以上的钛隔膜需求量是由西北院承担完成的，2020年产值超过1200万，且呈现快速增长的趋势。