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为了“神舟”的腾飞——航天六院研制载人航天火箭发动机纪实

为了“神舟”的腾飞——航天六院研制载人航天火箭发动机纪实

时间: 2008-06-26 00:00

  载人航天体现一个国家的综合国力和科技水平,是一件利国利民的大事。1992年9月21日,中央批准了第七次专委会上报的两件大事,其中一件就是载人航天工程。原基地主任胡鸿福代表基地立下了军令状,受命载人航天CZ—2F发动机的研制。难度再大,也要迎难而上,基地认真研究分析形势和任务,层层进行思想动员,精心组织,周密安排,于1993年正式启动了研制工作。
  艰辛的起步
  载人航天火箭系统必须满足高可靠性要求,火箭发动机更不能例外,条件更严格,而可靠性每增长一分,系统的技术要求也相应提高。
  从哪里开始着手呢?11所的设计人员翻阅了大量的资料,一份份文件堆得像小山一样高。他们聚精会神查阅每一份资料,翻看每一页内容,发现问题就随时记录在小本上。每天一上班就开始伏案工作,时间不知不觉过去了,很多时候下了班他们都不知道,直到肚子饿了才猛然发现早已过了吃饭时间。就这样,他们充分总结了发动机在以往生产、试验和使用方面的经验,并进行了故障模式和影响分析,分别提出了各个组合件的设计方案和试验验证方案。发动机总体、推力室、涡轮泵、阀、火工品及系统设计方面都提交了方案论证报告或分析报告,这些报告各级评审通过后,成为载人航天发动机的基础文件。
  1993年9月,载人航天发动机的蓝图陆续到达7103厂。协作范围如此之广,技术难度如此之高,新技术如此之多,周期如此之紧,参考资料又是如此缺乏的发动机生产任务,对7103厂来说是空前的。然而,航天人并没有被这么多的“如此”吓倒,他们坚信:智慧,总是在最困难的时候迸发出来。创造,来源于技术与知识的储备,来源于精益求精的科学精神。油炉口,烈焰熊熊,锻工们夹住锻件,放在砧上,3吨锤启动,“咚咚咚”地红星飞溅。车间里,机器轰鸣,同志们站在机床跟前,聚精会神地车、铣、刨、磨,一站就是十几个小时。装配组,细致入微。眼,是那样的亮,惟恐错过一分一毫;心,是那样的细,装配顺序有条不紊;手,是那样的巧,似姑娘在绣花……一个个方案艰难地确定,一次次试验不断地进行,一道道难关不断地攻克,一个个零件在他们的双手中组合成功。
  承担着载人飞船火箭发动机研制试验任务的165所干部职工,自接到任务起,便暗下决心,决不辜负祖国人民的重托,一定保质保量完成好试验任务。由于试车台建成的年代已久,各项技术指标已不能满足飞船火箭发动机试车要求,而时间紧、任务重、要求高的现状容不得他们丝毫的懈怠和退缩。面对这些困难,165所的干部职工发出同一种声音:路是人走出来的,只要我们努力,就没有克服不了的艰难险阻。 辛勤的汗水浇灌出鲜艳的花朵,1994年12月,载人航天发动机的第一次试车圆满成功。
  激活发动机的心脏
  如果说发动机是火箭的心脏,那么涡轮泵则是发动机的心脏。为了保证涡轮泵万无一失,11所科研人员,经过对设计改进方案进行反复的研究分析,编写了涡轮泵联动试验总任务书及联试调整计算书,并认真分析了两级节流方案的可行性,计算了节流图的尺寸,论证了入口联结的方案。与此同时,他们还克服重重困难,进行了入口器件的设计。 165所四室接到联试任务后,为试车付出了大量的心血,然而老天却偏偏捉弄这些勤奋的人,由于种种原因,试车失利。面对困难,四室迅速组成了精干的攻关小组,针对试验中系统暴露出的问题进行分析讨论,并根据讨论结果对试验系统进行大刀阔斧的技改。在接下来的两年中,该型号试车进行了四次,他们对试验系统的改造也进行了整整四次。 经过试验——改进——再试验——再改进的艰辛历程,涡轮泵第五次联试获得圆满成功,为进一步提高载人航天运载火箭发动机的可靠性打下了坚实基础。 经过三年的艰辛努力,1996年9月20日,发动机高空模拟试车获得圆满成功,初步摸清了发动机的工作性能水平。
  攻克拦路虎
  科学的跋涉艰辛异常,在载人航天火箭发动机研制过程中,一个个困难像拦路虎一样阻挡着人们前进的步伐,但“067”人没有退缩。 在燃气发生器生产过程中,由于种种原因,发生器的氧化剂喷嘴尺寸和流量范围不能协调起来。攻关小组兵分三路,全身心的投入到各自的工作之中。一路人马仔细查阅以前该喷嘴的研制历史和生产情况,反复测量喷嘴的各种尺寸,现场配合各种试验;一路人马找有关工艺人员和型号总师协商一些关键问题的解决办法,制定出可行的方案;还有一路人马则钻在资料堆里,详细查找,统计以前喷嘴的试验数据。经过夜以继日的艰苦奋战,他们终于从根本上解决了这个技术难题。
  为保证发动机在空中运行绝对可靠,基地对试验提出了更恶劣、苛刻的条件,用大推力长时间充分考验可靠性,确保额定状态万无一失。为此,基地在试验台上把发动机的工作时间延长到比实际飞行多一倍、甚至几倍的时间,使每一个零件的耐温、耐压、耐摩擦等各种性能受到严格的考验,并取得准确的数据。 然而,研制的道路并不是一帆风顺的。1997年3月,发动机在长程地面试车中出现了意外故障,一时间,试验现场毒气弥漫,携带大量推进剂的发动机喷管还呼呼地直冒烟,基地领导就在现场指挥用水冲洗现场、处理事故和急救。带有有害物质的水“滴滴嗒嗒”地落在人们的身上、头上,但他们毫不在乎,大家收集碎片、拍照摄影,为分析故障收集第一手资料。
  产品运回西安后,立即成立了现场指挥小组,当天晚上就开始了全面的故障分析。他们对涡轮盘上上百个节点反复进行模态试验分析,设计人员对几百张图表及大量的数据,都进行仔细的阅读、分析、计算,不放过任何一个疑点。70多个日日夜夜过去了,故障原因终于查清,并进行彻底的改进。紧接着,该型号连续长程试车均获成功,成为研制道路上的一个里程碑。
  严之又严的发动机
  载人航天发动机从研制开始,基地就对设计、生产和进口等各个关口提出了严格要求,并制定了措施。提出“以一次就把工作做对和精益求精的工作质量确保产品质量”的质量目标,对发动机要求“三个一次合格”,即组合件一次交验合格,发动机总装气密性一次交验合格,发动机出厂一次交验合格。在Y5的研制过程中,航天六院(原为067基地,1992年4月命名为航天六院)又在“三个一次合格”的基础上,提出必须做到“三个不准”,即对技术状态不准更改,不准出现新的质疑单,未经过试验的组合件不准配套。
  生产厂7103厂对Y5发动机的质量控制严格到苛刻的地步,每一个环节,每一个细节,每一道工序都实行加严措施,以打造精品的态度生产这件特殊产品。在总装中,装配人员在现场认真检查工装、量具;不用超差品,零组件优中选优;对所有导管进行内窥镜检查,发现有疑点的全部报废。在产品总装完毕,装箱之前,又对产品的外观及管路进行了检查,发现管路有轻微的凹陷,立即进行更换。精心出精品,试验表明,发动机全部一次合格。
  从1992年底开始,11所工程技术人员就投入到Y5发动机各组合件配套和装配工作中。他们严格把关,优先选用无质疑的组件,进行择优配置,对于产品各组合件的内外接口质量,不厌其烦的一一检查,始终做到百分之百复检和试装。承担着繁重任务的总装组,面对上北京交付产品、在西安完成装配、赴秦岭参加热试车等多项任务,组内合理安排,抽调精兵强将,出色地完成了任务。
  在工作最为繁忙的阶段,也是非典疫情最为严峻的时刻。六院Y5发动机研制人员随叫随到,不论去什么地方出差,大家从无怨言,始终以饱满的热情投入到各项工作之中。经过艰苦的努力,整个装配、验收、交付工作均达到预期的目标,加严性能指标达到了内控指标和要求。
  争分夺秒的战斗
  2003年9月,航天六院接到上级通知,尽快生产两台载人航天某级发动机,力争5天后出厂,最晚不能超过7天。这两台发动机要和正式上天产品一样,所有零件一个也不能少,质量还要保证。六、七天的时间拿出两台发动机,这在六院历史上是少有的。但是,少有不等于不能有。7103厂立即行动起来,经过6天不分昼夜的奋力拼抢,发动机出厂交付,航天六院又一次出色地完成了任务。
  中华民族是一个富于幻想的民族,中华民族更是一个充满聪明才智的民族。载人飞船发射成功了,万众瞩目,这是写在天上的辉煌,这是树在太空的丰碑,这丰碑是无数个航天科技英才用心血和汗水浇铸的。这一天人们不会忘记,共和国不会忘记。★ 航天六院简介
  航天六院原名中国航天科技集团公司○六七基地,创建于1965年,是中国液体火箭发动机研制中心和液体火箭发动机专业抓总单位,被誉为“中国航天动力之乡”。2001年,经国务院批准,○六七基地正式更名为航天推进技术研究所(中国航天科技集团公司第六研究院)。
  航天六院下属11个企事业单位,形成了液体火箭发动机研制、设计、生产、试验专业化分工、一体化布局的科研生产体系,建立了完善配套的动力供应、医疗卫生、后勤服务、通信、教育等基础设施。
  航天六院为我国大型运载火箭研制配套液体火箭发动机50余种,其中包括用于发射神舟系列飞船的长2F火箭发动机,其研制的火箭发动机先后荣获国家优质产品金奖、银奖,被原航天总公司授予“优质常规液体火箭发动机”、首批“航天标志新产品”等称号,参加了包括第一颗人造卫星、第一颗返回式卫星、第一颗通信卫星、第一颗外星、神舟号飞船等70余次重大发射任务,成功率一直保持100%,创造了世界航天史上的奇迹。
  建院以来的三十多年里,航天六院历届党委、历任领导班子都十分注重人才队伍建设,培养造就了一支求真务实、与时俱进的领导干部队伍,一支思想过硬、作风顽强、技术精湛的职工队伍,涌现出了全国和省部级劳动模范,全国“十大杰出青年”和陕西省“十大杰出青年”,陕西省“十大杰出工人”,中国航天科技集团公司十佳优秀党员等一大批先进模范人物。在人才济济的航天六院,一大批学术带头人、技术骨干、跨世纪人才脱颖而出,挑起了我国航天事业的大梁。(封面说明)

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