航天科技一院211廠大推力氫氧發動機研制實現跨越
航天科技一院211廠大推力氫氧發動機研制實現跨越

文章來源:中國航天科技集團公司 發布時間:2017-02-13
2016年11月,長征五號火箭成功首飛,全新研制的芯一級、芯二級發動機圓滿完成使命,標志著我國已全面掌握大推力氫氧發動機研制技術,躋身國際先進行列。
這是我國目前推力最大的新一代運載火箭主動力裝置。中國航天科技集團公司一院211廠800多名研制人員,15年風雨兼程,實現了火箭推力由8噸到50噸的跨越。
與氫氧發動機的不解情緣
從8噸到50噸,中國向航天強國跨進了一大步。作為國內唯一的氫氧發動機制造企業,推動氫氧發動機制造技術的不斷進步是211廠肩上沉甸甸的責任與使命。
從2000年年初開始,211廠通過國家支持及自主投入,進行能力補充與建設;深入分析大推力氫氧發動機產品制造模式特點,建立泵閥制造等數字化柔性生產線;梳理關鍵工藝技術,集智攻關,先后攻克83項關鍵技術,形成了45項專利成果。
如今,211廠已形成集鑄造、鍛造、鈑金、機加、熱處理、表面處理、焊接、試驗、裝配測試為一體,工藝全面、設備完善的氫氧發動機制造平臺,氫氧發動機制造能力位居國內第一。
從零起步實現飛躍
為實現足夠大的火箭推力,長五芯一級、芯二級發動機在尺寸、材料、結構上都有很大改變,因此必須拿出全新的制造工藝。15年攻關,該廠從“零”開始,締造了多個行業傳奇。
在長五發動機立項前,211廠便開始了相關預研工作。2001年,長五發動機設計方案確定,但芯一級發動機的尺寸、厚度等都要比預研產品大出很多,設備加工吃力出現抖動,產品型面不貼胎……研制工作遇到始料未及的問題。設計師們每進行一次問題分析,就討論出一項應對措施。就這樣,歷時3年多,他們終于拿出了國內最大尺寸的推力室旋壓產品。
異種金屬經過高溫焊接后,易產生裂紋缺陷,一直是焊接領域的難題。而長五推力室上需要焊接的異種材料有8種,是整個長五火箭涉及材料最多、焊接最復雜的部分。選用什么樣的焊接材料成為連接異種金屬的關鍵。歷時1年多,該廠終于確定了合適的焊接材料。在拉伸試驗過程中,即便母材拉桿斷了,焊接接頭依然安然無恙。
僅用一年時間,該廠就取得了電火花新技術從理論研究到工程化應用的驚人成果,突破了渦輪盤轉子新結構無法加工的瓶頸;在搖擺軟管焊縫質量堪憂的緊要關頭,研制人員從產品結構上找到問題關鍵,解決了搖擺軟管的質量問題……15年間,無數次山重水復,無數次柳暗花明,換來大推力氫氧發動機技術水平的飛躍。
艱苦奮斗 詮釋航天精神
211廠氫氧發動機研制團隊在職人員共計812人,他們從事不同專業工作,卻有著一致的工作理念:艱苦奮斗、無私奉獻、大力協同……為確保任務完成,他們將航天精神發揮到了極致。
長五雙機發動機需要在天津廠區裝配。2014年初夏,天津又熱又潮,封閉的廠房沒有空調,發動機總裝人員穿著從頭到腳武裝嚴實的工作服工作。有一次為搶進度,零件一送回來,師傅們便馬不停蹄地工作。為了盡可能地少出汗,不影響總裝質量,他們干10分鐘便換另一個人。
距離交付日期還有4天,總長200多米的電纜還在等著包縛,而發動機總裝工作已進入關鍵的系統試驗階段,裝配師傅們根本抽不開身。情急之下,總裝人員將電纜運回北京,臨時組織工藝、檢驗人員,從當晚7點開始,連夜趕制。凌晨3點,電纜包縛完成,早上8點半,這群人又坐上班車趕赴天津,繼續完成電纜組裝測試的使命。
由于產品技術狀態更改頻繁,為減少狀態更改帶來的進度影響,211廠邊研制邊生產,把工藝工作深入到型號研制的各個環節;為減少產品在京津兩地周轉,職能部門會同生產車間按制造流程制定實施計劃,明確各環節計劃節點,實現產品周轉的無縫對接……為保證型號進度,每個部門、每個人都付出了最大的努力。
大火箭成功發射,填補了我國大推力無毒無污染液體火箭的空白,而211廠又將奔赴新的遠方。