“5月15日,中國航天科技集團六院101所研制建設(shè)的亞洲最大、中國首個發(fā)動機垂直高空模擬試驗臺考臺點火試驗取得圓滿成功……”聽到收音機里傳出的新聞,昆山市三維換熱器有限公司總經(jīng)理陸華,坐在車?yán)锛拥嘏牧讼麓笸取?span style="display:none">19Z新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)
很少有人知道,該試驗臺中的核心部件——引射器,就來自這家昆山周市鎮(zhèn)企業(yè)的研發(fā)。耗時近一年,昆山市三維換熱器有限公司攻關(guān)團隊數(shù)十人,夜以繼日地接力合作,開展各項試驗,不斷打磨細(xì)節(jié),從創(chuàng)造到制造,從速度到質(zhì)量,最終為大國重器的誕生發(fā)揮了主力軍作用。
為火箭“心臟”暢通“供血”
據(jù)介紹,這個亞洲最大的垂直高空模擬試驗臺,可實現(xiàn)發(fā)動機在千帕級以下真空工作環(huán)境中持續(xù)千秒的高空模擬試驗,填補了我國液體火箭發(fā)動機垂直高空模擬試驗臺的空白。該試驗臺將為我國重大航天工程提供重要保障條件,為后續(xù)重型運載火箭試驗條件建設(shè)提供重要技術(shù)支持。而引射系統(tǒng)是其中驗證發(fā)動機、設(shè)計指標(biāo)及性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié),對先進的測試技術(shù)、控制技術(shù)及先進驗證方法有探索性指引。
“如果把發(fā)動機比作火箭的‘心臟’,那么我們研制的引射器就相當(dāng)于心臟的‘動脈’,以實現(xiàn)‘心臟’的‘供血’順暢流動。”陸華解釋,引射器可以利用高速流動的氣體形成低壓區(qū),將排氣迅速抽出試車臺排氣管道,提高發(fā)動機的排氣效率,確保發(fā)動機在接近真實工況下運行,試車臺也可以模擬發(fā)動機在實際空天運行時的排氣條件,使測試結(jié)果更具有代表性和可靠性。同時,發(fā)動機在試車過程中會產(chǎn)生高溫排氣,使用引射器及噴淋系統(tǒng)可以有效地降低排氣溫度,避免排氣系統(tǒng)過熱,保護試車臺設(shè)備和人員安全。
“去年8月,我們接到研制引射器的研發(fā)任務(wù),立刻組織了8名技術(shù)骨干和20多位具有豐富航天項目經(jīng)驗的制造工藝技能人才。”回想項目開發(fā)之初,陸華記憶猶新。
全國最大的發(fā)動機試車臺,需要最大的引射器。新工藝、新流程,難免會遇到意想不到的問題。為了盡快攻克難關(guān),項目負(fù)責(zé)人姚偉健帶領(lǐng)8人小組長期駐扎在廠里,畫圖紙、查資料、學(xué)技術(shù)。優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計沒有可供參考借鑒的現(xiàn)成經(jīng)驗,技術(shù)小組及時向中國航天科技集團請教,晚上則加班加點在辦公室討論消化。實現(xiàn)創(chuàng)新突破、建設(shè)自主可靠的引射系統(tǒng),是他們一直追尋的目標(biāo),胸懷炙熱的“火箭夢”,他們越干越有勁。
七個管節(jié)實現(xiàn)毫米級對接
一次次的核查、一次次的測試、一次次的驗證,最終結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案順利出爐,然而制造引射器的困難又像一座大山橫亙在他們的面前。
“我們的引射器是通過狹縫引射的方式,內(nèi)部設(shè)置狹縫引射裝置,內(nèi)外筒體之間是微米精度的縫隙。”姚偉健表示,開始試生產(chǎn)時,筒體一焊接受熱就會變形,甚至變成橢圓,這對后期總裝提出了極大的挑戰(zhàn)。這時20多人的制造團隊主動“請戰(zhàn)”,大家通宵加班對制造流程所有環(huán)節(jié)逐條梳理,分析了改進方案的可行性和存在的風(fēng)險,并制定了針對性措施,在連續(xù)奮戰(zhàn)了48小時后,終于成功攻克制造工藝難題。“生產(chǎn)持續(xù)了三個月,制造團隊24小時兩班倒,將引射器如期交付,成功保障研發(fā)項目節(jié)點。”
引射器總裝是試驗臺能否運行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。“上百噸的引射器,直徑3米、長約20多米,分成7個管節(jié),但安裝的地點在深18.5米的山下,對中安裝定位精度要達到毫米級別,難度可想而知。”姚偉健說,去年10月我們團隊將引射器帶到試驗臺,才發(fā)現(xiàn)又遇到一個棘手難題。“地面已經(jīng)做成發(fā)動機試驗的平臺,意味著7個管節(jié)沒法按照慣例,一個個沉下去依次安裝。”
是一籌莫展還是迎難而上,這支昆山團隊敢拼、敢想、敢干。“不能從下往上安裝,我們就另辟蹊徑,從上往下裝。”姚偉健介紹,團隊啟用新的吊裝工件,將每一個管節(jié)先伸出地平面,再通過繩索拖拽對接到試驗臺下方的指定位置。接下來,每一個管節(jié)像“貪吃蛇”一樣,依次對接安裝。
值得一提的是,面對地下狹窄、重型吊車無法駛?cè)氲那闆r,來自昆山的工人們又拿出不服輸?shù)膭蓬^,自研模具,組裝了兩臺“土吊車”,隨著吊臂在高空中“穿針引線”,將傳感器、噴淋系統(tǒng)組件成功植入引射器“體內(nèi)”。
創(chuàng)新助力實現(xiàn)航天強國夢
“這兩天,我空了就會把點火試驗成功的新聞點出來看,能為大國重器騰飛作出貢獻,感到非常自豪。”陸華說,公司和航空航天結(jié)緣的技術(shù)優(yōu)勢,來自于2000年初與上海同濟大學(xué)合作開展的汽車風(fēng)洞設(shè)計。
以此為契機,為應(yīng)對不斷增加的各類風(fēng)洞功能拓展需求,昆山市三維換熱器有限公司主動創(chuàng)新技術(shù)研發(fā),自主設(shè)計搭建測試平臺,迭代開發(fā)設(shè)計中國氣象局風(fēng)洞、無人機風(fēng)洞、橫風(fēng)試驗風(fēng)洞等100多套。其中,為國家體育總局研制的多功能綜合性體育試驗測試風(fēng)洞,還應(yīng)用在我國短道速滑運動員的日常訓(xùn)練中。
前沿的“技術(shù)”,由新興的團隊孕育。目前,昆山市三維換熱器有限公司已參與航天真空低溫環(huán)境模擬艙、航天三院火箭發(fā)動機試車臺、發(fā)動機試車臺引射排氣系統(tǒng)等諸多航天項目,解決突破了航天航空制作非標(biāo)試驗裝置的多項關(guān)鍵核心技術(shù),擁有專利76項,承擔(dān)過3項國家火炬計劃項目、1項江蘇省火炬計劃項目、2項國家重大專項。2021年,公司又投資2億元,新建航天科研試驗裝備及核工業(yè)設(shè)備研發(fā)制造基地項目。
5月21日,記者在該公司看到,各個生產(chǎn)車間內(nèi)焊花飛濺、機器轟鳴,幾位技術(shù)人員不時圍在一起,拿著工件交流“打磨”。
“航天人自立自強、勇往直前的精神同樣激勵著企業(yè),其實團隊成員都和我一樣心潮澎湃,但是大家很快就又回到了各自的崗位上,開始新一輪的忙碌。”陸華說,下一步,公司將持續(xù)完善標(biāo)準(zhǔn)體系,提升標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行力,加快智能制造建設(shè)步伐,打造智能化生產(chǎn)車間,集智攻關(guān)航天領(lǐng)域核心技術(shù),助力實現(xiàn)航天強國夢。(蘇報融媒記者 朱新國 周函 文/攝)
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