當(dāng)“火箭發(fā)動(dòng)機(jī)”遇到“數(shù)字化”
今年,我國(guó)計(jì)劃實(shí)施近70次宇航發(fā)射,有望再次刷新紀(jì)錄。高密度的發(fā)射對(duì)火箭的整體要求近乎苛刻,中國(guó)航天如何做到高密度發(fā)射下的高成功率?今天的《一線調(diào)研實(shí)干見聞》,我們就去火箭的“心臟”航天發(fā)動(dòng)機(jī)研制團(tuán)隊(duì)看一看。
設(shè)計(jì)
從“十年一箭”到“八年九機(jī)”的秘訣
春節(jié)剛過,記者就來到了位于西安的航天科技集團(tuán)六院,這里是我國(guó)液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的研制中心,為我國(guó)所有的長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭提供動(dòng)力。
記者:你們這個(gè)室就是負(fù)責(zé)面向未來的一些發(fā)動(dòng)機(jī)研制的?
航天科技集團(tuán)六院11所重型發(fā)動(dòng)機(jī)副主任設(shè)計(jì)師趙劍:沒錯(cuò),我們就是面向我國(guó)重大航天任務(wù)需求。
記者:抓總研制。
航天科技集團(tuán)六院11所重型發(fā)動(dòng)機(jī)副主任設(shè)計(jì)師趙劍:對(duì),世界水平的發(fā)動(dòng)機(jī)。它就是我們的第一款。
記者:這款發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)是全數(shù)字化了。
航天科技集團(tuán)六院11所重型發(fā)動(dòng)機(jī)副主任設(shè)計(jì)師趙劍:全數(shù)字化了。
趙劍說的這款發(fā)動(dòng)機(jī)就是500噸級(jí)液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī),這是我國(guó)目前在研推力最大的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī),去年底,首次整機(jī)試車就取得圓滿成功。
航天科技集團(tuán)六院11所重型發(fā)動(dòng)機(jī)副主任設(shè)計(jì)師趙劍:這發(fā)動(dòng)機(jī)從零開始到真正的第一次系統(tǒng)級(jí)的熱試車,大概是花了4年時(shí)間,包括設(shè)計(jì)到生產(chǎn)加上實(shí)驗(yàn)。
記者:這個(gè)速度是跟之前相比是不是已經(jīng)很快了?
航天科技集團(tuán)六院11所重型發(fā)動(dòng)機(jī)副主任設(shè)計(jì)師趙劍:像這么大一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī),我舉個(gè)例子說,咱們現(xiàn)在的120噸發(fā)動(dòng)機(jī),就目前空間站的主動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī),它從零開始到真正試車,大概就是以10年為周期。
趙劍說,研制時(shí)間大幅度縮短,是因?yàn)樗麄冊(cè)谝婚_始設(shè)計(jì)的時(shí)候就引入了數(shù)字化,按照以往的設(shè)計(jì)模式,需要手繪設(shè)計(jì)圖,工廠再出工藝圖,再交給工人去加工。一有改動(dòng),所有的流程就要重新來一遍。
趙劍告訴記者,現(xiàn)在航天重大任務(wù)中,都要求質(zhì)量高、周期短、成本低,過去的手工制圖已經(jīng)無法適應(yīng)了。為此,院里啟動(dòng)了數(shù)字化轉(zhuǎn)型,自主研發(fā)了“郁金香”模型庫(kù),以往憑設(shè)計(jì)師個(gè)人經(jīng)驗(yàn)無法想象的設(shè)計(jì)方案,在仿真模型的計(jì)算下都可以實(shí)現(xiàn)。
航天科技集團(tuán)六院11所重型發(fā)動(dòng)機(jī)副主任設(shè)計(jì)師趙劍:我所有的尺寸圖紙全是三維呈現(xiàn),全是整個(gè)真實(shí)地在這里體現(xiàn)出來,包括它的公差,包括粗糙度,包括這個(gè)位置入口,包括加工尺寸。
記者:這是傳感器是吧?
航天科技集團(tuán)六院11所重型發(fā)動(dòng)機(jī)副主任設(shè)計(jì)師趙劍:對(duì)。相對(duì)原來的方案減了50%重量。如果讓你設(shè)計(jì),你肯定不會(huì)這么設(shè)計(jì),想象不出這里把它凹進(jìn)去對(duì)吧?這里凹進(jìn)去,然后再把它長(zhǎng)出來,你是想不出來的,這都是算出來的。
趙劍說數(shù)字化模型算出來的結(jié)果,讓發(fā)動(dòng)機(jī)研制效率提高了幾十倍,設(shè)計(jì)完成之后,還可以通過仿真試車來一遍一遍驗(yàn)證結(jié)果。
