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高压电磁阀在运载火箭长征五号中的应用

来源:网易 编辑:小甜甜 已浏览:989 更新日期:2018-07-20 13:55:42

导读:高压电磁阀是增压输送系统配套的重点单机产品!

11月3日20时43分,随着地动山摇的震颤,我国新一代大型运载火箭长征五号在海南文昌基地扶摇而上,直击苍穹,宣告我国进入空间的能力进入世界顶尖行列。

助推工艺人员确认技术状态。

十年前你在哪,如果让你重新选择,你会不会依然坚持选择进入长征五号团队?对于这个问题,上海航天长征五号团队的小伙伴们,坚定地回答“YES!”

十年前,他们心怀理想拥抱“胖五”

试验队员在做火箭防热补强操作。

“长征五号大型运载火箭作为我国长征系列运载火箭中的新生代,其进入空间的能力将比我国现役运载火箭提高2、5倍以上,主要承担载人航天空间站任务和探月三期任务,是未来我国展示天地运输能力的主力火箭。”上海航天805所运载主管副所长梁建国介绍说,“我们上海航天技术研究院主要承担了4个3、35m助推器的研制。”

“与现役火箭由芯级全箭支撑不同,按照长征五号的构型,3、35m助推器将与地面连接并支撑整箭竖立后的全部重量,飞行过程中,捆绑的4枚助推器提供全箭90%以上的起飞推力,其研制难度可想而知。”805所产保经理张修科说,“早在上世纪80年代我国就开始了新一代大型运载火箭的论证,但是真正立项是十年前的事情。”

博士毕业时,上海航天长征五号总体主任设计师李泯江拿了很多offer,但是出于兴趣他最终选择了航天,选择了火箭。他从长征五号型号立项前的预发展阶段就参与助推器总体研制工作,经历了助推器从无到有,从图纸到产品,从论证到试验,从方案到试样全过程的研制工作。在他眼里,助推器已然是他的一个“孩子”了。“我的女儿今年8岁,比助推器年龄还小,她是小妹儿,她经常自豪地告诉小朋友,我爸爸是研究火箭的!”李泯江笑言。

上海航天长征五号总体副主任设计师曾文花是个扬州姑娘,都说扬州出美女,但是美女怎么选择火箭这么“爷们”的工作?“刚开始工作时什么也不懂,误打误撞进了研究所,但是航天老前辈们严谨的作风和深厚的专业功底深深打动了我,他们身上都有一种不受繁华和喧嚣干扰的知识分子情怀,造一枚理想火箭的情怀。”曾文花笑笑说。

有一种精神叫喜欢啃“硬骨头”

助推动力系统设计师进行数据判读比对。

喜欢啃硬骨头是一种精神?也许热爱科学技术的航天设计师们真是这样想的,但是一般人肯定觉得,这不就是傻吗?上海航天805所的设计师们真有这股傻劲。长征五号3、35m助推模块的设计量并不比一型现役火箭的设计量小,新技术使用比例达到100%,可以说其全身都是硬骨头。十年间,他们硬是把这块骨头啃下来了。

助推器研制阶段每一个重大节点会议上,与会领导和专家提的最多的就是四个字“接口复杂”。这个接口关系到底有多复杂呢?李泯江介绍道:“单台助推器对外与7大系统有近80个接口关系;助推器内部5个系统间近400个接口,涵盖电气、机械和气液各类接口,涉及近20家单位。”听上去就像一团乱麻,万一一个接口关系协调不到位,后果不敢想象。805所总体设计人员开动脑筋,运用表格分类法,从外向内,从接口类型到接口功能,明确各个接口要求,严格控制接口状态,最终确保近2000个助推器接口协调匹配。

助推器支撑全箭竖立停放时的全部重量,首先要解决偏置大集中力的传递和扩散的难题。“刚开始我们只考虑了头锥的大偏置力结构设计,贮箱仍采用了均匀结构,但经过仿真分析后发现我们实在想得太简单了。”805所结构主任设计师陈鸣亮笑着说,“后来我们分析了整个助推器的传力路径,从助推头锥到尾段一个都不放过,解决难题后的酣畅淋漓,跟打怪晋级的感觉是一样一样的。”

助推器动力系统“打怪”时在装备上着实动了一番脑筋,对增压输送系统采用了主、副路全冗余的设计方案。“助推器的动力系统采用了高可靠、全冗余、大流量氦气加温增压技术高度冗余设计保证了一度故障容错能力,也就是说如果一个零件坏了不影响整个系统的正常工作,提高了动力系统的可靠性。”动力系统主任设计师姚娜说。

“十年的时间研制一型火箭,而且是结构如此复杂、难度系数这么大的火箭,时间并不算长。”张修科介绍道,“805所率先开展了以数字样机为核心的全型号研发,实现了全箭研发过程技术状态数字化手控,许多问题得以提前暴露和解决,大大提高了型号研制进度,降低了风险系数。”

回忆过往,吃过的苦都变成了甜

上海航天试验队员在队旗上签字亮诺。

每一个长征五号人,都有一段属于自己的长五研制回忆,但是在首飞成功的一刹那,曾经吃过的苦都变成了甜,变成最美好的回忆。

王晶晶是助推测量系统副主任师,看上去是个弱不禁风的嗲妹,工作起来立马化身“女汉子”,拉电缆、爬塔架无所不能。每次测量系统加点后都要对上千数据量进行判读,王晶晶练就了一双“火眼金睛”,在热试车试验、合练试验中做到了无一例错判,无一例漏判。

高压电磁阀是增压输送系统配套的重点单机产品,提起第一次振动试验,主任设计师臧辉至今记忆犹新。“试验要在振动过程中测量主阀气密性,外协厂家条件有限,我们忍受着超过100分贝的噪声,通过手持橡胶软管在酒精中读泡。试验达到一定量级,阀门内部想起噼噼啪啪清脆撞击声,尽管清楚这是衔铁在电磁铁中自由移动时的撞击声,我们的心还是提到了嗓子眼。”最后,电磁阀经受住了一次又一次的振动试验,厂家的工装管路却被振断了4次。

2013年6月助推模块的热试车试验是首飞前的一次大考,805所计划经理刘增光仍记忆犹新。刘增光说:“地面热试车推力高达2400千牛,助推子级长度近28米,箭体结构偏心,承力环与助推器尾段间隙小,单边理论间隙仅14毫米,助推器与试车台吊装固定采用何种方案,什么情况下需要紧急关机?我们都是第一个吃螃蟹的人。”

长征五号副总指挥兼副总设计师鲍国苗说,“十年前我们定下一个目标,十年中我们不断奔跑,人生最美好的不过三到四个十年,奉献给长征五号的这十年,将成为每一个长五人毕生难以忘怀的经历。”

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