顶部右侧文字
产品分类
信息主管
当前位置:网站首页 > 信息主管 > 正文

胖五归来 揭秘长征五号成功背后的一波三折|航天

作者:发布时间:2019-12-28分类:信息主管阅读:110 ℃评论:0 评论

  原标题:“胖五”归来:揭秘长征五号成功背后的“一波三折”

  “不容易,这908天感觉一直憋着一口气,现在终于可以长舒一口气了。”一位在文昌发射中心参与长征五号遥三飞行任务的航天人士向澎湃新闻(感叹。

  2019年12月27日,长征五号遥三运载火箭(以下简称长五火箭)在海南文昌卫星发射中心成功将实践二十号卫星送入预定轨道。

  这是长五火箭的第三次发射,也是时隔两年多后再次执行发射任务。长五火箭由中国航天科技集团第一研究院(以下简称“火箭院”)抓总研制,是我国首型大推力无毒无污染液体火箭,运载能力位居世界前列。

  从长五遥二失利到长五遥三发射成功历时908天,908个日夜,长五团队无数次跌倒后又重新爬起。

  “胖五”归来,完成华丽涅槃

  长五火箭为两级半液体火箭,由5米芯级捆绑4个3.35米助推器。芯一级直径5米、芯二级直径5米、助推器直径3.35米,整流罩直径5.2米、长约12.2米。火箭长约57米,是我国现役火箭中尺寸最大的火箭,也是我国目前运力最大的火箭。

  5米直径大型箭体结构为我国运载火箭首次采用,是火箭实现运载能力重大跨越的基础,设计、制造、试验难度大。长五火箭起飞重量约870吨,其自身的结构重量却只占约10%,火箭外壳的厚度甚至只有几毫米。

  长五火箭直接服务于我国探月工程三期、载人空间站建设、火星探测等重大专项任务,也可用于不同地球轨道大型载荷及其它深空探测任务载荷的发射。火箭院院长王小军介绍说,长五火箭在大幅提升我国自主进入空间能力的同时,也为构筑我国新一代运载火箭摩登3平台官网系列型谱,并且还为发展重型运载火箭奠定了坚实的技术基础。

  长五火箭研制具有“两多、两大、两新、一同步”的特点,即“新技术多、新研产品多”、“技术跨度大、研制规模大”、“研制队伍新、研制手段新”、“研制与保障条件建设同步”,自2006年正式立项研制以来,经过10余年的工程研制,长五火箭先后于 2016年11月3日和2017年7月2日实施了两次发射,其中首次发射取得圆满成功,遥二火箭因发动机局部结构问题未能将卫星送入预定轨道。

  “经过两年多的归零和验证工作,研制团队攻克了发动机技术难关,解决了问题,消除了隐患,认识水平和技术能力都得到了进一步的提高”,长征五号火箭总指挥王珏表示。

  在完成发动机问题归零的同时,长五火箭的技术改进和可靠性提升工作也实现了突破。“火箭各系统都深入开展了再分析、再设计和再验证的‘三再’工作,全面审视在设计、产品以及过程控制等方面的工作有效性。一方面围绕设计全链路清理、飞行任务剖面和环境适应性等线索开展正向检查确认,解决全面性问题;另一方面以问题为导向,针对故障调查中发现的薄弱环节,开展设计简洁性、角焊缝复查、铸件质量、频率管理和产品动强度再复核等方面的反向回归检查确认,有针对性的发现问题、解决问题”,长征五号火箭总设计师李东介绍道。

  “长五遥三火箭在遥二火箭的基础上,进行了200余项技术改进,其中比较重大的技术改进有9项,包括发动机设计改进、长排整流罩设计改进、利用系统调节方案改进等”,长征五号火箭副总设计师杨虎军称。

  成功背后,经历“一波三折”

  从发射失利到成功,长五火箭用了30个月,在大家焦急等待“胖五”归来的900多个日夜中,长五研制团队在攻克氢氧发动机技术难题中不断提升技术认识。

  长五遥二火箭失利后,经过100余天的故障排查与定位以及180余天的试验验证,长五遥二火箭失利的原因终于确认,是由于火箭芯一级氢氧发动机在复杂力热环境下,局部结构发生异常,发动机推力瞬时大幅下降,致使发射任务失利。摩登3网站

  “在归零过程中,通过建立故障树,对50多个可能造成推力下降的事件进行了逐一的排查,最终确认了故障的最大可能原因,”李东指出,“此后,根据故障调查的结论,对芯一级氢氧发动机进行了设计改进,从结构、材料和工艺等方面都采取了相应的改进措施,提高了对飞行环境的适应性。”

  去年11月30日,改进后的芯一级氢氧发动机在长程试车过程中出现问题,根据故障原因,研制团队对发动机的局部薄弱环节进行了改进,提高了结构的动强度裕度。改进后的产品于2019年2月顺利通过了两次长程试车验证。

  然而,走向成功的道路上总是充满荆棘。今年4月4日,在长五遥三火箭的总装工作进入到最后阶段时,一台用于后续任务的芯一级氢氧发动机在试验数据分析过程中,发现了“异常振动频率”。为此,研制人员顺藤摸瓜,找到了问题的“症结”所在。“发动机局部结构对复杂力热环境非常敏感,容易引起共振,且一旦激发,不易衰减。”李东解释说。

  为了抑制振动的产生,研制人员开展了大量的设计和试验工作,终于找到了一种快速、有效的改进方案。火箭院党委书记、长征五号火箭第一总指挥李明华介绍说:“在解决发动机振动的问题上,我们先后探索了三条路,经过反复分析研究,综合考虑各方面因素,决定抓主要矛盾、抓问题根源,对发动机结构进行局部改进。”

  这次改进彻底解决了困扰长五的发动机问题,改进后的发动机经过10余次3000余秒的试验验证,证明了改进措施的有效性,长五火箭终于回到恢复发射的“快车道”。

  今年10月18日,长五遥三火箭通过了出厂评审,10月27日,运抵海南文昌航天发射场。今天,长五遥三火箭以一次完美的飞行,完成了华丽的涅槃,为2019年中国航天发射画上了一个圆满的句号,也为未来的发射任务奠定了基础。

  亮出高招,精细化流程管理

  以长五火箭为代表的航天型号研制,是一项复杂的巨系统工程,具有跨领域、跨系统、多学科的特点,工作链条长,参与人员多,工程问题与科学问题交叉并行,工程应用中涉及到一些没有完全掌握的科学问题,需要依靠全国的优势资源,集智攻关,协同配合,才能按计划实现预期目标。

  “在长五火箭发动机攻关的过程中,组织了全国的优势资源联合攻关,其中既有清华、北航、北理工等高校的研究资源,也有航空、船舶等领域单位的专家资源,很多单位都是自发的、积极的参与到这项工作中,主动承担,毫无怨言。这是新型举国体制的一次有益探索,也反应出这一制度的巨大优势。”李明华认为。

  航天型号研制具有高风险,主要表现在新技术比重高、系统构成复杂,产品种类和数量庞大,影响飞行成败的环节多。长五火箭在飞行过程中要完成的“动作”总共有2000多项,其中任何一个“动作”出现问题,都会对火箭飞行造成严重影响,甚至造成发射失败。

  此外,航天型号对于项目和产品的全流程管理也有很高的要求。对于产品质量要做到全寿命周期的管理,对于产品供应商要做到全级次管理,对于产品的生产、试验进度也要实时的关注。

  李明华指出,长五发动机改进过程中,通过采取‘点到点、人盯人,点到哪,人到哪’的计划调度方法,将试验产品的生产周期缩短了80%,只用一个月就拿出了试车产品,为归零验证工作赢得了主动。

  为了使航天型号这种高风险的复杂巨系统变得“可靠”、“可控”,型号引入了精细化流程管理的思想和方法。精细化流程管理是一套解决航天型号科研生产和组织管理中存在的一系列根本问题的有效方法和有力抓手,来源于航天60多年系统工程管理以及工程实践,以及精细化管理、流程再造、知识管理等成熟的理论和方法,是以流程为核心,融合规章制度、岗位职责、绩效考核等管理要素,构建形成的一套工作体系,可以有效解决规章制度不落地、知识管理不有效、研制生产流程体系不健全、不精细的问题。

  “此次长征五号遥三火箭专题开展了发射前-13小时精细化管理流程工作,以作业指导书的形式将岗位职责、工作内容、操作方法、应急预案进行了有机的统一,实现了精准操作”,长征五号总指挥王珏表示。

  “梦想之箭”,未来大有可为

  作为目前我国运载能力最大的火箭,长征五号肩负着开展载人航天空间站建设、月球采样返回、火星探测等多项重大航天工程任务,是承载中华民族对浩瀚宇宙向往的“梦想之箭”,也是我国由航天大国迈向航天强国的重要标志。

  长五火箭近地轨道的运载能力达到25吨左右,可以有力支撑我国载人航天空间站的建设;两级半构型的长五火箭地球同步轨道运载能力达到14吨,可以用于发射大型高轨道卫星、实施月球采样返回、开展深空探测等任务。

  此次遥三发射任务的成功,也标志着长征五号火箭将加速进入工程应用阶段。在2020年,我们计划完成长征五号B的首次发射任务,发射嫦娥五号月球探测器实施月球采样返回,以及发射火星探测器等。

  “目前,执行后续各项任务的长五火箭进展顺利,正在按计划开展各项生产、装配和测试工作。”王小军介绍说。(澎湃新闻记者 谢瑞强)

TAG:

请在这里放置你的在线分享代码

相关阅读

发表评论

必填

选填

选填

◎欢迎参与讨论,请在这里发表您的看法、交流您的观点。

摩登4
摩登4 摩登4

Powered By Z-BlogPHP,Theme By 刷机rom

XML地图 - HTML地图 - TXT地图
  • 阿华资讯网

    扫描关注微信