长征七号运载火箭(缩写:CZ-7),是中国航天科技集团公司一院为主研制,是为满足我国载人空间站工程发射货运飞船和未来运载火箭更新换代的需要而研制的新一代高可靠、高安全、无毒、无污染的中型液体火箭。长征七号火箭采用“两级半”构型,箭体总长53.1米,芯级直径3.35米,捆绑四个直径2.25米的助推器,起飞重量597吨,运载能力达到近地轨道13.5吨,太阳同步轨道5.5吨,达到国际先进水平。
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航天科技一院一部数字化技术攻关与实施团队:叩开新一代运载火箭全数字化研制大门
发布时间:2016-06-29    来源:中国航天报

在长征七号运载火箭研制过程中,中国航天科技集团公司一院一部数字化技术攻关与实施团队(简称数字化团队)——这支平均年龄不足35岁的创新型团队,叩开了我国新一代运载火箭全数字化研制的大门,使我国运载火箭数字化研制能力达到了国际先进水平。

从概念到实施,是老师也是学生

“我们这支队伍最大的特点就是敢拼、敢打,使劲儿往前冲。”长七火箭数字化主任设计师聂蓉梅说,“起初,数字化只有一个概念,想向先进国家取经都不可能,因为人家根本就不会告诉你细节……”

一方面,要想办法自学新技术,另一方面,还要控制新技术带来的风险。我国航天数字化就是在这种情况下起步的。

数字化研制涉及设计、生产、加工、总装等各个环节。聂蓉梅说,数字化团队不仅自己要学习,还担负起了对各个协作单位相关人员进行培训的责任。“当老师的同时也当学生,就这样,我们带领大家一步步成长起来,一直走到了今天。”

长七火箭全研制流程没有一张二维图纸。从原材料变为成品,只需在验证后的三维模型基础上加以转换,按动数控机床按钮即可完成,且合格率达100%,极大地提升了生产质量和生产效率。

几年前“长七”整箭即现真容

长七全箭共计上万个零部件,各个零件组装起来,再加上外壳就组成了我们今天看到的长七火箭实体。

数字样机组组长李莉介绍:“数字火箭引用了虚拟现实技术,通过对火箭进行虚拟装配,数字化团队的设计人员早在几年前就已经知道长七长什么样子了。”

虚拟装配完成时,火箭总设计师范瑞祥恰好在现场,看到虚拟火箭,他不禁感叹,“噢,原来我们的火箭长这个样子。”接着他打趣说,“怎么看起来这么瘦……”

虚拟现实技术更是广泛应用在长七火箭的试验、装配过程中。在海南文昌航天发射场,发射塔架建造之前,数字化团队和协作单位就根据各方递交的三维模型“建造”了发射塔架同长七进行配比,从中找出问题并加以改进,确保了发射架一次定型,保证了火箭同发射架完美匹配。

该团队更是利用虚拟人机仿真,对长七全箭200多个单机的传感器、阀门进行了全箭维修性分析,为海南文昌航天发射场的维修预案奠定了基础。

主导国际标准,跻身世界前列

几年时间一晃而过,数字化团队也迎来了收获的一天,长七首飞成功,向全世界展示了我国运载火箭的数字化研制实力。从摸着石头过河,到叩开我国新一代运载火箭数字化大门,数字化团队培养包括了1位副总设计师、1位主任设计师、4位副主任设计师在内的一支数字化主力军。

近年来,数字化团队制订了基于数字化的多个院级标准、集团标准。聂蓉梅说,“通过参加各种国际会议,我们了解到目前先进国家的三维数字化技术也主要应用在新产品上,长七实现全数字化研制并首飞成功,证明了我们的技术一点也不比别人差!”

据聂蓉梅介绍,数字化团队已经参与并完成了一项国际数字化标准的编制,而且其中最重要的两章由一部员工编写完成。目前,一部数字化团队正在主导另一项国际数字化标准的制定。这彰显了我国在三维数字化领域的研制实力,大大提高了我国在该领域的国际话语权。(王涑)

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