120吨级液氧煤油发动机累计交付发射产品数量突破100台
9月20日,祖国南端,欢呼声再一次响起,液氧煤油发动机助推长征七号遥四火箭成功将“天舟三号”货运飞船送入太空。此次成功,标志着120吨级液氧煤油发动机累计交付发射产品数量突破100台。
从2015年首次服役起的6年里,该发动机见证了许多个“首飞”——长征六号首飞、长征七号首飞、长征五号首飞、长征五号乙首飞、长征八号首飞、长征七号甲首飞,也托举了许多次“首个”——首个火星探测卫星“天问一号”、首个地月往返探测器“嫦娥五号”、空间站首个成员“天和”核心舱和首个“天舟”货运飞船。
作为新一代无毒无污染大推力发动机,120吨级液氧煤油发动机从诞生起便寄托着中国跻身航天强国的美好愿景。一步步稳扎稳打,一台台精雕细琢,造就了一次次奏响的凯歌,也将“金牌动力”高可靠性的闪亮招牌镌刻在更加高远的太空。
研制:不放过任何一个薄弱环节
120吨级液氧煤油发动机是一款高压补燃闭式循环液体火箭发动机,被喻为航天液体动力的“珠穆朗玛峰”,此前全世界197个国家只有苏联掌握此技术。从决定研制的第一天起,团队就下决心要掌握完全自主知识产权。设计上有诸多关键技术要突破,材料和工艺都有不少改进和创新,在研制过程中,团队还经历了总体需求的更迭。发动机能不能用、好不好用?都需要试验来回答。
研制过程中,团队围绕着液氧煤油发动机使用剖面策划了大量的研制试验和可靠性增长试验,覆盖了发动机所有工况点。长征五号运载火箭副总师陈建华说:“发动机的质量本质上是靠设计保证的,需要从提高设计健壮性、提高容错能力、简化使用维护等方面提高发动机固有工作可靠性。”型号研制队伍始终坚持问题导向,眼睛向内、紧盯液氧煤油发动机在试验中暴露的问题和薄弱环节,持续优化并改进,提高质量管控。
从梳理设计、工艺流程,到开展裕度试验、极限边界条件试验,再到简化使用操作流程、环境适应性和测试覆盖性等,有长达四年时间,团队致力于“可靠性提升”工作,期间暴露出不少问题,进行过多次质量提升。团队坚持问题导向,围绕设计、生产、装配试验等过程持续优化改进,治理和控制薄弱环节,不断提高发动机固有可靠性。
流程:固化、标准化、表格化
目前交付新一代运载火箭使用的有两型液氧煤油发动机,除了120吨级的“大哥”,还有18吨级的“小弟”。每台产品交付前都需要进行工艺验收试车,这是整个研制、生产的终点,也是靶场工作的序章。
积极推进质量管理体系建设,通过完善技术文件和作业规范等质量管控文件,规范产品过程质量保障,形成了一系列指导文件,从试车数据分析、产品状态、电气产品状态检查确认方面制定合格判断准则和具体检查要求。目前,设计人员配合装配、测试、试验等环节全部实现了表格化管理,对记录数据进行成功包络判定,确保交付产品过程受控、质量可靠。
结合质量复查、质量提升,液氧煤油发动机团队进一步严格验收程序、有效把控风险、加强过程质量控制,切实做到将产品出厂把关和质量控制重心前移,确保交付产品“零问题”“零隐患”。定期召开室级质量分析会,及时总结质量管控经验,高度重视员工的质量意识教育,强化流程规范化和精细化管理……多管齐下,团队中形成了“人人讲质量、人人为产品”的良好氛围,以“工作一流,过程一流,结果一流”为目标,高质量完成了历次发射任务。
进化:高密度发射下多型号研制
在高密度发射需求的有力拉动下,两型液氧煤油发动机年交付量逐年走高。为了确保“发发成功”,型号研制队伍正围绕“优化研制流程、提高研制信息化手段”进行全流程优化,通过完善使用维护文件、建立大数据统计对比分析软件、新员工“实战化”培养等手段,积极推进高质量高效率保证型号研制任务完成。
发展航天,动力先行。为进一步支撑航天强国建设,团队正加快研制更大推力、二次起动、上面级等多型液氧煤油发动机。在人员数量没有明显增加的情况下,如何确保高密度发射任务下多个型号研制正常推进?答案是坚持继承和创新相结合原则。
在长征六号运载火箭副总师杨永强看来,继承和创新好比鱼和水的关系,缺少继承如同只有鱼没有水,再好的创新也是空中楼阁;缺少创新如同只有水没有鱼,将会是一潭死水,毫无生机。充分继承以往研制经验和优秀成果的基础上进行大胆创新,团队连战连胜,泵后摆发动机总装方案、低入口压力起动方案等多个方案第一次参加试车便顺利通过考核,成功背后是整个研制队伍扎实的基础工作和日积月累的型号研制经验。
紧密围绕集团公司“三高”要求,液氧煤油发动机团队奋战在高性能、高可靠液体火箭发动机研究领域,为我国研制更加先进的航天动力而不断努力、不断超越。
百台产品,百分成绩,一切才刚刚开始。
部分图片来自微信公众号“中国航天科技集团”“中国航天科技集团六院”、央视直播画面
撰文\王盈
编辑\王盈
校对\孙幸岩
监制\姜艳玲