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航天外协单位助力我国新一代运载火箭长征五号研制
来源 : 中国航天报  发布时间:2016年11月03日
 

网华夏众英才 造飞天大火箭

——航天外协单位助力我国新一代运载火箭长征五号研制记

十年磨一剑,今朝试锋芒。11月3日,我国新一代运载火箭长征五号的成功首飞吸引了全世界的目光。

长五火箭整体性能达到了国际先进水平,大大提升了我国进入空间的能力,是我国由航天大国向航天强国迈进的重要支撑和显著标志之一。

长五火箭的成功研制离不开航天人的艰苦奋斗,也离不开各行各业的大力支持与协同创新。“在长五火箭成功研制的功劳簿上,也要为那些外协单位记上浓重的一笔。”中国航天科技集团公司长五火箭副总指挥曲以广说。

责任所至 使命必达

火箭研制从来都是一个大的系统工程,与国家的工业基础息息相关,长五火箭的研制也不例外。

“无论是钢、铝、钛等金属材料,还是火箭研制需要的各种元器件,都离不开外协单位的大力协同。这些单位有的是国有企业,有的是民营企业,它们为我国航天事业的发展默默奉献着,都是火箭研制工作的重要基础。”谈起外协单位的贡献,曲以广竖起了大拇指。

航天是高科技产业,产品技术含量高,对外协单位的研发能力要求自然也高。以长五火箭为例,作为我国首个5米直径的大火箭,它对箭体结构和材料工艺要求极高。诸多外协单位全力以赴,不断攻克技术难关,加班加点抢生产,保证了火箭研制工作的顺利进行。

在国有企业中,中国铝业公司所属西南铝业(集团)有限责任公司是重点配套单位。“由于火箭对重量要求严格,因此在原材料中,铝占的比重较大。但火箭使用的铝又不是普通铝,为了符合产品要求,西南铝业开展了诸多研发项目。”一院物流中心采购部王玉叶说。

之前,长征火箭的最大直径是3.35米,长征五号芯级的直径则为5米。技术人员说,这一变化看上去仅仅是增加了1.65米,但对于火箭来说,无疑是跨越式的变化。

铝合金锻环是运载火箭的关键连接件。据西南铝业军工配套部负责人王正安介绍,5米级巨型铝合金锻环的研制难度极大,对设备条件、技术方案和生产工艺要求极高,对综合力学性能和残余应力控制的要求近乎苛刻。

西南铝业员工在检查准备交货的铝合金板材表面质量。(李影/摄)

西南铝业组织成立了专门的研制团队进行技术攻关。历经半年多、近百次试制,该团队成功攻克多项关键技术难关,创造了具有自主知识产权的锻造工艺技术,成功轧制出合格的产品并交付航天的研制单位。

由西南铝业独家供应的锻环和板材被用于长五火箭过渡环、转接框、贮箱、上下端框等关键部位,占箭体结构所需铝材的90%以上。其中,5米级巨型锻环全面满足了低残余应力、高综合性能要求,为加工新一代大型运载火箭结构零件奠定了基础,也彻底结束了我国不能生产超大规格铝合金巨型锻环的历史。

“西南铝业和航天在历史上就有很好的合作关系,长五火箭研制又是国家的重大工程,因此不管任务有多难,我们自当担起这份责任。”王正安说。

火箭研制过程中,每个型号都要进行风洞试验,一些试验是在中国空气动力研究与发展中心进行的,比如长五火箭的地面风载荷试验便由该中心的低速空气动力研究所承担。

“在试验过程中,低速空气动力研究所承担了主要的试验、测量以及编写报告等工作。他们具有国内最大的风洞,测试误差控制在很小范围内。”一院702所试验技术总体部主任马斌捷说。

此外,还有武汉重型机械厂和齐齐哈尔第二机床厂等国有企业为长征五号的研制保驾护航。

“航天事业挺起了民族脊梁,民企自当助一臂之力”

在长五火箭研制过程中,一些民营企业也表现出了强烈的责任心。有的企业为了保证航天产品按时交付,主动抛弃其他客户的订单;有的企业为了提升产品品质,自投大量资金搞研发……

常州联谊不锈无缝钢管公司就是其中的优秀代表。这家以生产不锈钢管为主业的民企,充分展示了民企保障国家工程的责任与担当。

在火箭生产制造过程中,只有一些对硬度要求较高的管路才需要使用高质量的钢材。然而,钢管企业的特点是供货量大。通常情况下,单个订单都是以吨为计,而火箭研发过程中使用的钢材每个品种只有几十公斤到上百公斤。除了量少以外,火箭对管材的要求也十分高。

需求量少、要求高,这样的买卖着实不好干。但常州联谊公司一干就是好多年,且每次都能按时保质交付产品。

航天产品的研制进度紧,对产品交付时间要求严格。一旦遇到突发情况,产品交付期限便会更加紧张。一次,长五火箭一个部段进行了临时修改,需要常州联谊在最短时间内提供钢材。

生产这样一批产品通常需要3个月左右的时间,而在那次任务中,留给常州联谊公司的只有20多天。为了保证航天产品顺利交付,该公司主动解除了与其他客户的合同,所有生产人员三班倒,保证机器不停歇,最终仅用20天时间便高质量完成了任务。

“那次虽然赔了不少钱,但我们为成功保证航天研制进程而感到自豪。航天事业挺起了民族脊梁,民企自当助一臂之力。”该公司总经理贾松说道。

携手并进 与航天共同成长

在保障航天产品研制的过程中,外协单位与航天人一同攻坚克难、协同创新的例子还有很多。

长五火箭的贮箱是新合金材料焊接而成的。为了减少污染,打造全新“绿色火箭”,长五贮箱的加工方式由化学铣改为了机械铣。加工过程中,平台对板材的平面度要求很高,如果平面度不够标准,平台便无法吸附板材。

这是一个不断摸索的加工过程。一院物流中心组织航天专家与生产厂家的相关专家一同组成了项目组,商讨问题解决方案。双方的专家一同进行了多次试验,最终找到了一个相对安全的区间,即非平面度在5毫米以内。

按照新的标准,西南铝业制造出了新的板材。经过试验,该板材成功被平台吸附。为此,供需双方通力合作、成功解决难题的经历也一时传为佳话。

一家与集团公司合作多年的公司老总这样总结航天型号保障工作的感受:“航天用的产品大都是技术含量高、质量要求高、进度要求高的‘三高’产品,为航天做协作,就是在不断挑战企业的生产能力和技术水平。”

同时,也正是在这种不断挑战自我的过程中,航天外协企业得以不断发展壮大。

以常州联谊公司为例,这家企业在发展过程中曾一度困难重重,经过与集团公司的合作,企业知名度不断提升,设备更新换代加快,生产能力不断增强。如今,该公司的产品更是远销海外。

“我们对外协单位的质量管理和技术能力提出了较高要求,一定程度上也在刺激它们不断进步,提升质量管理水平和研发能力。因此,这是一种双赢的模式,值得继续推广。”曲以广说。(魏京华)

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