长征五号运载火箭今天发射实践二十号卫星取得圆满成功。胜利的消息传来,中国航天科技集团八院研制团队一片欢呼。八院负责长征五号4个3.35米助推模块抓总研制、助推伺服系统、配套芯级外安单机、天馈、电池等近200种产品。
八院院长张宏俊介绍,八院承制的长征五号助推器,是目前国内最大的低温液体助推器,为全箭提供了90%的动力,是长征五号火箭起飞的主要动力源,八院用上海力量助推长征五号任务取得圆满成功。
早在2017年7月,长征五号遥三箭的四个助推模块已经运抵天津厂房,至今已存放27个月。面临我国航天有史以来运载火箭最长的存放时间,八院长征五号研制团队全面分析助推模块长期停放风险,并采取各种措施释放风险、提高可靠性。八院党委书记宗文波要求研制团队以钉钉子精神,推进长征五号助推器质量管理由精细向精益再向卓越转型。
把产品当作自己的孩子细心呵护
由于这次的存储时间超过以往任何一次,设计师就像操心的父母,时刻挂念着“宝贝”的“健康”,每个月轮流前往天津对助推模块进行常规巡检,简单而全面地查看各项监测数据是否正常。在产品存放的27个月里,已经完成了4次全面的复测。
长征五号副总指挥兼副总设计师、八院科技委常委鲍国苗要求研制团队,一定要把产品当成自己家的孩子,那就必须从头管到尾、事无巨细、亲力亲为。
产保副经理吴小军介绍:“对于每个项目,我们要做的不仅仅是一次试验,通常而言单个助推模块每个小项我们就要进行3-4次实验,前前后后四次匹配测试,可以说助推模块的每个地方都已经有了近20次的‘亲密’接触了。”
研制团队在十几万个零件中开展产品超期风险识别,区分关键产品和非关键产品。对于关键产品进行核心部件同批次产品箭下复验,对于非关键产品进行箭上加固和替换填补措施,从而将一个个潜在的问题逐一“击破”。
即使整箭复测结果良好,研制团队还要精益求精,将合练箭助推模块上的单机或部件拆下,送回上海复测。合练箭助推模块是为进行火箭演练而制作的与正样助推模块生产过程、装配工艺、测试方法都一致的助推模块,其存放环境更恶劣、存放时间更长,这说明对合练箭的测试完全可以覆盖对正样产品的测试,通过这种旁证手段,研制团队就像是吃了一颗定心丸。
切实提高产品固有可靠性
“不进则退”是八院长征五号研制团队时常挂在心里的警钟。
在停放两年多的时间里,团队成员一直在想的是如何提高,做得更优。他们脚步不停,开展了“再设计、再分析、再确认”的“三再”工作,对安溢阀进行改进、将高压电磁阀活门结构增加金属材料、增加止推支架等等,进一步提升产品的寿命裕度和工作可靠性。
长征五号助推模块采用了120吨大推力液氧煤油发动机,其产生的最高压强达500个大气压,要控制好这种压力,火箭的增压输送系统就显得非常关键。增压输送系统是连接推进剂贮箱与发动机的纽带,主要作用是为推进剂贮箱增压,为发动机输送推进剂,满足发动机工作要求。高压电磁阀是增压输送系统中多个启闭阀门中的一个,由电导通来控制,其主要作用是在发动机工作时,打通或切断增压通道,对增压输送系统正常工作起着决定作用。
在合练箭进行多次试验后,设计师发现电磁阀非金属部分容易出现凹坑,这将影响电磁阀打开关闭的时间比原先的长,存在一定的隐患。阀门专业设计师马上投入更改设计工作,研制出“不锈钢基体+非金属”复合结构。但更改部分的结构仅有几个毫米,在这个不到一节小拇指大小的零件上,需要加工出尺寸精密的凹槽,并进行非金属的镶嵌,“螺丝壳里做道场”就是它的真实写照。通过仿真分析、试验验证,最终解决了凹坑隐患,提高了电磁阀的可靠性,为保成功又增加了一分支撑,犹如在摩天大厦上增加了一粒砂。但火箭发射的成功,正是依靠这样许许多多微不足道的细如少尘的改进,才支撑起了中国航天发射“大厦”。
设计特性全集,助力科学手段
“产品就是人品,品质就是尊严”是研制团队的信念,也是八院长征五号项目办主任张修科的口头禅。
长征五号的助推模块由总体、结构、测量、动力四个专业组成,涉及的外协件种类很多,如何对外协单位进行产品质量把控是设计人员的一项工作要点。张修科告诉团队:“我们要有这样的意识,即质量管控要从我做起,严肃杜绝低层次质量问题。对外协单位要利用好全级次供应商管理这把利剑,快、准、狠地斩断隐患之根。”
每个专业梳理出影响任务成败的关键单机列表,将其转换成设计特性,反映到下厂图纸中零件的尺寸上。 经过型号两总与设计师、生产厂家多轮商讨和协调,最终梳理出一个助推模块必不可少的设计特性有近4000个,制定了设计特性全集“全检全测全记”的工作要求。如今,研制团队已将这近4000个设计特性的所有数据整理成数据包,为后续数字化建设、大数据分析、智能检测奠定基础。
团队做到“眼见为实”——要么看到产品实物,要么看到产品的照片,坚决不在“报告中复查”,对近4千设计特性全集指标在产品上的实测或同批次产品的旁证,总装产品近万张照片的重新判读,对近6千张焊接X光底片的重新判读和互评。
据统计,一个助推模块共有30多类产品涉及近400项外协外包情况,型号项目办在2018年结合产品验收,组织对近十家外协外包单位进行了13次外包监督检查,特别是对于气瓶和蓄压器膜盒这两种型号的关键、重要外协外包产品,由型号两总带队,通过现场对外协外包厂家生产现场、工艺、生产过程、数据包和二级供应商情况进行检查,掌握目前外协外包质量控制状况的一手信息,和外协单位共同探讨整改措施,加强对产品质量的管控。
作者:张晓鸣
图:马骥
编辑:何易
责任编辑:邵珍
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