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长征五号助推器总体团队:人生十年 为国铸箭
来源 : 中国航天报  发布时间:2016年11月04日
 

2016年11月3日,随着地动山摇的震颤,我国新一代大型运载火箭长征五号扶摇而上,直击苍穹,使我国进入空间的能力提升了两倍多,成为包括美国、俄罗斯在内的世界主流火箭阵营的一员。在这个自媒体时代,长五火箭首飞成功的消息迅速刷爆航天朋友圈,这一天,中国航天科技集团公司八院805所的朋友圈被一段短短的文字感动:10年前我们定下一个目标,为国家研制新一代大型运载火箭。

八院院长代守仑、院党委书记宗文波亲临现场指导,并在进场动员会上要求试验队将八院长五火箭研制队伍善于突破、敢于担当、勇于拼搏的作风发扬光大,以劳动竞赛的方式比谁的表格化工作更细、更科学、更规范,将风险识别和控制贯穿全过程,继承老一辈航天人的好办法,抓好班前班后会,继续落实好厂所保产品固有质量,切实保证严谨求实的工作作风,遵守质量纪律和规矩,牢记细节决定成败,全面展示八院水平和能力。同时,要求试验队将“两学一做”学习教育与确保飞行试验任务成功相结合,以团队的力量夺取首飞任务的圆满成功。

有一种情怀,叫我为国家造火箭

10年前你在哪,你在干什么,如果让你重新选择,你会不会依然坚持选择与我国新一代大型运载火箭结下不解之缘?对于这个问题,中国航天科技集团公司八院805所长五火箭团队的小伙伴们,都坚定地回答了一个“YES!”

“长征五号大型运载火箭作为我国长征系列运载火箭中的新生代,其进入空间的能力将比我国现役运载火箭提高2.5倍以上,主要承担载人航天空间站任务和探月三期任务,是未来我国展示天地运输能力的主力火箭。”805所运载主管副所长梁建国介绍道,“我们所主要承担了4个3.35米助推器的研制工作。”

试验队员探讨技术问题。

“与现役火箭由芯级全箭支撑不同,按照长五火箭的构型,3.35米助推器将与地面连接并支撑整箭竖立后的全部重量,飞行过程中,捆绑的4枚助推器提供全箭90%以上的起飞推力,其研制难度可想而知。”805所产保经理张修科介绍道,“早在上世纪80年代我国就开始了新一代大型运载火箭的论证,但是真正立项是10年前的事情。”

博士毕业时,805所长五火箭总体主任设计师李泯江拿了很多offer,但是出于兴趣他最终选择了航天,选择了火箭。他从长五火箭型号立项前的预发展阶段就参与助推器总体研制工作,经历了助推器从无到有,从图纸到产品,从论证到试验,从方案到试样全过程的研制工作,在他眼里,助推器已然是他的一个“孩子”了。“我的女儿今年8岁,比助推器年龄还小,是小妹儿,她经常自豪地告诉小朋友,我爸爸是研究火箭的!”李泯江博士笑言。

805所总体副主任设计师曾文花是个扬州姑娘,都说扬州出美女,但是美女怎么选择火箭这么“爷们”的工作?“刚开始工作时什么也不懂,误打误撞进了研究所,但是航天老前辈们严谨的作风和深厚的专业功底深深打动了我,他们身上都有一种不受繁华和喧嚣干扰的知识分子情怀,造一枚理想火箭的情怀。”曾文花笑笑说。

有一种精神,叫我喜欢啃硬骨头

喜欢啃硬骨头是一种精神?也许热爱科学技术的航天科研人员真是这样想的,但是一般人肯定觉得,这不就是傻吗?805所的设计师们真有这股傻劲。长五火箭3.35米助推模块的设计量并不比一型现役火箭的设计量小,新技术使用比例达到100%,可以说其全身都是硬骨头。10年间,他们硬是把这块骨头啃下来了。

助推器研制阶段每一个重大节点会议上,与会领导和专家提的最多的就是四个字:“接口复杂”。这个接口关系到底有多复杂呢?李泯江博士介绍道:“单台助推器对外与7大系统有近80个接口关系;助推器内部5个系统间近400个接口,涵盖电气、机械和气液各类接口,涉及近20家单位。”听上去就像一团乱麻,万一一个接口关系协调不到位,后果不敢想象。805所总体设计人员开动脑筋,运用表格分类法,从外向内,从接口类型到接口功能,明确各个接口要求,严格控制接口状态,最终确保近2000个助推器接口协调匹配。

助推器支撑全箭竖立停放时的全部重量,首先要解决偏置大集中力的传递和扩散的难题。“刚开始我们只考虑了头锥的大偏置力结构设计,贮箱仍采用了均匀结构,但经过仿真分析后发现我们实在想得太简单了。”805所结构主任设计师陈鸣亮笑着说,“后来我们分析了整个助推器的传力路径,从助推头锥到尾段一个都不放过,解决难题后的酣畅淋漓,跟打怪晋级的感觉是一样一样的。”

与结构系统不一样,动力系统“打怪”时在装备上着实动了一番脑筋,对增压输送系统采用了主、副路全冗余的设计方案。“助推器的动力系统采用了高可靠、全冗余、大流量氦气加温增压技术,高度冗余设计保证了一度故障容错能力,也就是说如果一个零件坏了不影响整个系统的正常工作,提高了动力系统的可靠性。”动力系统主任设计师姚娜介绍道。

“10年的时间研制一型火箭,而且是结构如此复杂、难度系数这么大的火箭,时间并不算长。”张修科介绍道,“805所率先开展了以数字样机为核心的全型号研发,实现了全箭研发过程技术状态数字化受控,许多问题得以提前暴露和解决,大大提高了型号研制进度,降低了风险系数。”

试验队员进行数据判读、比对。

有一种回忆,叫吃过的苦都变成了甜

每一个长五火箭科研人员,都有一段属于自己的长五研制回忆,但是在首飞成功的一刹那,曾经啃过的骨头,曾经吃过的苦,都变成了甜,变成人生最美好的回忆。

王晶晶是助推测量系统副主任师,看上去是个弱不禁风的嗲妹,工作起来立马化身“女汉子”,拉电缆、爬塔架无所不能。每次测量系统加点后都要对上千数据量进行判读,王晶晶练就了一双“火眼金睛”,在热试车试验、合练试验中做到了无一例错判,无一例漏判。

高压电磁阀是增压输送系统配套的重点单机产品,提起第一次振动试验,主任设计师臧辉至今记忆犹新。“外协厂家条件有限,试验时我们忍受着超过100分贝的噪声,试验达到一定量级,阀门内部响起噼噼啪啪清脆撞击声,尽管清楚这是衔铁在电磁铁中自由移动时的撞击声,我们的心还是提到了嗓子眼。”最后,电磁阀经受住了一次又一次的振动试验,厂家的工装管路却被振断了4次。

2013年6月的热试车试验是首飞前助推模块最重要的一次大考,相信每一个长五火箭科研人员都不会忘记。“地面热试车推力高达2400千牛;助推子级长度近28米;承力环与助推器尾段单边理论间隙仅14毫米,助推器与试车台吊装固定采用何种方案,什么情况下需要紧急关机?一个又一个难题摆在我们面前。”805所计划经理刘增光说。

在选择助推器与试车台连接方式时,大家的意见出现了分歧,3个方案各有千秋。魏家亭启发大家要拓宽思路,箭上、地面一起想办法,最终通过助推器箭上发动机机架由3个增加至6个凸块坐在试车台上;地面试车台采用局部压板固定机架凸块的方案,实现了用最经济、简单、安全可靠的方案,解决了这一难题。

10年前我们定下一个目标,十年中我们不断奔跑,亲眼目睹自己研制的火箭直击苍穹,小伙伴们紧紧相拥,彼此祝贺。805所高松涛所长说:“长五火箭是具有划时代意义的国家重大工程,我们能够承担助推器总体、关键分系统及产品的研制,突破掌握十余项关键技术,最终取得圆满成功,离不开团队10年来的努力、拼搏、执著和付出。”人生最美好的不过三到四个10年,相信参与长五火箭研制的这10年,将成为每一个长五科研人员毕生难忘的经历。(胡芳芳)

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