| ——全新火箭整流罩攻关研制纪实
对于很多人来说，蒙古族牧民居住的蒙古包，不是一个陌生的事物。它那洁白的圆柱身段和伞状的穹庐顶，在辽阔的大草原上十分醒目。
发射天宫一号目标飞行器的长征二号FT1火箭的整流罩头部，与蒙古包的穹顶造型，就存在几分相似之处。
不过，和以前的整流罩设计大不相同的是，此枚火箭首次采用了冯·卡门曲线。从直线到曲线，带来了工艺和制造上的诸多难题，集中体现在桁条、扁平管与装配的攻关等方面。
 
长征二号F火箭的整流罩（上）“棱角分明”，经过改进后，新的整流罩（下）显露出了优美的曲线。 π=3.1415926
2006年下半年，中国航天科技集团公司一院211厂的工艺人员艾志龙收到了设计部门发来的一个公式——冯·卡门曲线方程公式，并被告知发射目标飞行器的长征二号FT1火箭整流罩的前锥段将按照这个公式进行设计生产。
“长征二号FT1火箭的整流罩大致分为头锥段、前锥段(冯·卡门段)、圆柱段和倒锥段。”211厂副厂长孟凡新介绍说，“采用了冯·卡门曲线的整流罩，不仅具有更好的空气动力学外形，在容积上也更大，为有效载荷提供了更大空间。”
从生产制造的角度看，整流罩的“旧貌换新颜”，意味着整个前锥段要变成一个冯·卡门曲面。那么，建立装配模型便成为当务之急。
但是，面对这样一个孤零零的方程式，艾志龙等工艺人员发愁了半天：“连张平面图纸都没有。刚开始时，我们也不知道从哪儿着手确定工艺方案。”
采用冯·卡门曲线方程公式计算绘制出的整流罩前锥段曲线（从S点到E点） 为了能够把冯·卡门曲线直观地绘制出来，该厂产品研发部的员工取了2000多个点进行反复计算。
此间，他们最大的困惑是——π值究竟取到小数点后几位。
“取小数点后6位的误差达值到了0.3毫米，刚好满足整流罩设计的误差要求。如果再考虑生产中形成的误差，那么整流罩的整体误差值还会增加。”最终，艾志龙等人将π值取到了小数点后7位，将误差值降到了0.15毫米。
有那么一段时间，艾志龙和他的同事们把所有事情都抛在一边，每天从早上9点到晚上9点，都聚精会神地坐在电脑前，用软件一点一点画桁条的平面图。枯燥的工作迟迟不见结果，让这个小团队有点沮丧，闲暇时也有人抱怨，“每天都是这几个数字，人都要崩溃了。”
经过两个星期的“煎熬”，π的取值终于确定为3.1415926。数据确定后，产品研发部马上开始建立桁条的装配模型。两个月后，他们将模型反馈给了设计部门。
“这件事真正体现了工艺人员和设计人员的良好互动。”对此，孟凡新作了这样的评价。
弯出两把关键的“钥匙”
采用冯·卡门曲线后，纵向分离接头的桁条、扁平管都要按冯·卡门曲线设计、生产。如何加工桁条与扁平管又是一个难题。打开整流罩的这两把关键的“钥匙”需要被高水平地弯出。
桁条剖面呈中空结构，如同上面开口的“凸”字，在弯曲成型过程中，表面拉应力容易导致桁条向内弯曲。因此，需要在桁条的中空部分加入填充料，既要保证拉的时候型材不塌陷，又要保证型材成型后材料能取出来。
整个整流罩里，有将近20根桁条，长的有4米多。为了加工出来满意的桁条，211厂钣金车间特制了一个能加工6米多长桁条的模具：“这样，可以根据实际需要进行取舍。”
“扁平管分布在纵向分离接头内，采用凹口螺栓连接，内有导爆索。整流罩分离时，导爆索爆炸使扁平管膨胀，产生的力使凹口螺栓断开，整流罩瞬间解锁，从而达到分离的目的。”孟凡新详细地解释通常情况下整流罩的分离方式。
冯·卡门曲线扁平管长度增加到4米多，厚度反而减少。实现超长且不规则形状扁平管的弯曲成型，成为211厂导管车间的重要使命。
最终，导管车间采用分级加压、多次翻滚、交替成型、改进弯曲模模具尺寸等方法，加工出了凹陷度浅、尺寸合适、质量可控的扁平管。
“没想到一次成功”
211厂铆接车间1组组长于卫东是一名火箭整流罩装配“老手”。他曾经装配过神舟五号载人火箭的整流罩。那枚火箭将中国首名航天员杨利伟送上了太空。
2008年7月，一个炎热的晚上，改进型长二F火箭整流罩组装现场，来自设计、工艺部门的员工比装配操作人员还多。
于卫东和7名同事开始组装目前火箭整流罩中的“最大家伙”——冯·卡门曲线整流罩。外形上，它最大直径达到4.2米，全长超过12米；造型上，一改此前锥形造型，新的整流罩更加流畅更加妙曼。
时间在紧张地流逝。随着整流罩外部组员插入螺栓，内部组员安装完最后一个螺母，我国首个冯·卡门曲线整流罩装配完美成功。
短暂的沉默后是热烈的掌声。
艾志龙一边鼓掌一边感叹：“没想到！没想到！”
尽管他和同事们为冯·卡门曲线整流罩付出了辛勤的汗水，但是一次装配成功出乎所有人意料。先前他心里估摸着：“怎么着也得要两次吧。”
同事们握手言欢后，各自回家了。连日来的工作使大家略感“疲惫”，希望更好地休息。虽然没有庆祝仪式，艾志龙却说，那晚，他睡得很香。
在梦中，装有冯·卡门曲线整流罩的长征二号FT1火箭，护送天宫一号目标飞行器不断上升，然后完美“揖别”，目送“天宫一号”在太空中渐行渐远……（陈龙 索阿娣 赵珊）
来源：中国航天报
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