8月8日，國務院印發了《“十三五”國家科技創新規劃》，其中對研制重型運載火箭進行了清晰描繪。幾天前，由中國航天科技集團公司六院自主研制的重型運載火箭500噸級液氧煤油發動機首次燃氣發生器-渦輪泵聯動試驗取得圓滿成功。

500噸級液氧煤油發動機是我國可預見未來研制的最大推力液體火箭發動機，對支撐未來發展具有重要意義。“除了噸位大，該型發動機是我國首臺全面采用數字化技術研制的大推力火箭發動機。”六院11所所長李斌介紹。

數字化三維設計為“快”而生

“研制這款發動機，不少技術指標要達到世界一流，攻關難度可想而知。”該所副所長劉站國感慨。

為化解技術跨度大帶來的研制風險，國防科工局和集團公司創造性地提出增加“關深研制階段”，即開展關鍵技術攻關和方案深化論證。在此基礎上，六院提出了關深階段與研制并行開展的思路。但是，短時間內如何并行完成這兩大方面工作呢？

“想要快，只能從改變設計流程和研制手段中找出路，而數字化就是一劑良方。”劉站國說，正是在這樣的背景下，采用數字化三維模式設計重型火箭發動機的思路應運而生。

新設計模式有點“甜”

以重型發動機研制為契機，六院全面推行全三維數字化研制模式，在搭建和完善廠所數字化平臺的基礎上，組建了發動機總體牽頭的重型發動機IPT（集成產品開發）團隊。

其中，11所重型發動機數字化設計團隊由總體室、專業室、信息中心和標準化相關人員組成，平均年齡31歲。

他們是數字化三維設計的擁躉者，更是推動者。在短時間內，他們制定了20余項數字化管理規定，完成了總體方案的深化、骨架模型的發布和三維模型設計下廠。

主任設計師楊亞龍介紹:“通過三維設計，在模裝階段消除了發動機復雜結構裝配過程中的干涉問題，促進了組件級與系統級多學科仿真，使邊界條件、載荷情況與約束條件更為真實，仿真結果更加可信。

同時，在設計中工藝提前介入，最大程度地避免了操作流程反復，實現了工藝與設計并行。設計人員在論證過程中對方案優化的熱情也大大增加了。”

“從實際來看，數字化確實讓產品做得更可靠了。”重型組組長高祖興舉例說，“推重比是發動機的重要指標，這個數值越大就意味著發動機能產生的推力越大。以往發動機只有在真實產品出來后才能確定這個值，重型發動機由于采用數字化設計，可隨時監控、調整組件分配值直至滿足要求，從而使重型發動機的推重比達到世界先進水平。”

此外，通過數字化設計，發動機重要組件渦輪泵的效率也比以往顯著提升，而且僅用一年多時間就實現了所有結構的三維模型下廠，相比以前縮短了一半時間。新模式的“快”讓生產廠的主管工藝人員也大為驚嘆。

推動人才建設和矩陣式管理

上世紀90年代，波音公司在777上首次成功實現全三維數字化設計和制造，團隊協作和并行設計是其精髓。

我國以往發動機設計采用串行模式，更側重個人把關的流程。為適應新模式，11所進行了深入探索，逐漸形成了“IPT可以離開數字化，但數字化離不開IPT”的共識。

采訪中恰逢重型IPT團隊進行“頭腦風暴”，投影儀上顯示的三維模型在設計人員操作下時而翻轉變形，時而組合分解，設計和工藝人員圍坐一起，熱烈討論著發動機裝配和運輸的相關方案。其間，楊亞龍幾次提到“要有數字化思維”、“要建立數字化配套規范”……

對于他和設計團隊這批“吃螃蟹”的人來說，數字化帶來的甜頭可謂鮮美的螃蟹肉，但蟹肉可口也不是沒有扎過嘴。扎嘴的事歸根到底是觀念轉變的問題，楊亞龍說：“數字化不應是設計人員‘剃頭挑子一頭熱’，提高整個鏈條的數字化程度迫在眉睫。”

這個問題也是李斌一直在思考的，“在重型發動機數字化工作開展初期，我們組建了由總體室牽頭、多部門人員組成的設計隊伍，從基礎平臺建設、三維建模軟件培訓、數字化規范制定等方面開展工作。目前，這支隊伍已經成長起來，成為推動數字化設計工作的中堅力量。”后續，如何加大數字化人才培養力度和資源配置，進一步探索型號產品的矩陣式管理模式，最大限度地發揮這一新技術模式的優勢，成為擺在他案頭的重要課題。