长征五号B运载火箭首飞圆满成功的背后

移动版  2020-05-06 13:10  来 源:网络整理  字号:

  西安新闻网讯(西安报业全媒体首席记者 杨斌鹄)5月5日 ,长征五号B运载火箭托举着我国新一代载人飞船试验船直上云霄,发射任务取得圆满成功。这是航天科技集团六院独立自主研制的新一代大推力绿色无毒无污染液氧煤油、液氢液氧发动机,继推举长征五号、六号、七号实现工程化应用之后,实现的又一新型运载火箭应用,展示了液体动力事业的贡献与担当。   “发动机的控制指令精确到毫秒级”   “我们搞发动机的,,脑海里一定要紧绷质量这根弦,要坚持苦练内功,吃透技术,不断提高发动机的性能和适配性。” 航天科技集团六院长五发动机型号总师陈建华表示。   长五B是按系列化、模块化、组合化思路研制的一款新型大型运载火箭,也是我国首个一级半构型的大型运载火箭。托举这枚火箭的液氧煤油发动机,凭借深厚的技术功底和优越的性能,问鼎2018年国家科学技术进步一等奖。但在此次任务中,11所设计团队针对发射不同的产品一直进行技术上的改进,提高发动机质量的可靠性。   因为任务的改变,火箭构型发生了变化,发动机根据总体的变化进行了多项指标适应性分析和考核验证。“测量系统是发动机工作过程的记录员,8台发动机,光是阀门百余台,控制指令几百条,这些指令精确反应发动机的关键动作和内部热力环境情况,这些宝贵的数据也是验证发动机工作的结果,为今后的技术改进提供重要的根据,所以,指令之间的时序我们必须精确到毫秒级。”试验队员杜飞平一字一顿地介绍。   长征五号B火箭助推动力系统由8台120吨级液氧煤油发动机组成,为火箭起飞提供了90%以上的推力,全部由航天科技集团六院7103厂(西安航天发动机有限公司)制造生产,它的质量与可靠性,对于确保长征五号B发射至关重要。“长征五号B运载火箭发动机产品,与长征五号遥三保持一致,过程控制要求和产品质量要求都没变化,但是管理上要求越来越严,越来越细,对人员操作的要求也越来越高,我们开展了产品设计特性全集分析工作,实现发动机全数据说话,对过程控制环节和发动机薄弱环节不断管理改进,进一步提升发动机可靠性。”7103厂新一代运载发动机总工艺师张和平介绍说。   新要求下的新挑战   长五B火箭与长五火箭的任务要求、构型、载荷和入轨方式都不同,都为芯一级发动机——大推力氢氧发动机带来了新的挑战。长五B火箭是为我国空间站建设服务的,后续将承担空间站发射对接任务,因此,此次首飞,将模拟这一工作条件,需要精准的发射时间,也就是“零窗口发射”。“说好几点几分,必须分秒不差”,长五火箭副总师王维彬介绍,“未来要实现在天上对接,到了时间点不发射,就错过了对接的最佳时机。”   此外,长五B火箭由助推发动机和芯一级发动机提供推力,和长五火箭相比,没有了上面级发动机。也就意味着,在火箭助推分离的瞬间,加速度将更大,紧接着由于助推分离丧失一部分推力,加速度瞬间达到最低。发动机必须适应短时间内入口压力的剧烈变化。“就如同鱼本来在印度洋深海中潜游,突然间跳跃到喜马拉雅山上,巨大的压力变化会使鱼瞬间爆裂”,王维彬形容道,“发动机的入口压力也是这样,短时间内大起大落,给发动机稳定而可靠的工作带来巨大的挑战。”   长五B的新构型,也带来了第三个挑战,也就是“一级精准入轨”。空间位置六个自由度,都必须精准控制。长五火箭有上面级发动机,可以由姿控系统进行有效控制。但本次任务,需要大推力发动机直接将有效载荷精准送入预定轨道,对于发动机关机推力变化的精准预测和一致性分析有更高的要求。开装甲车入库,肯定要比开小汽车入库要难一些。“对推力室而言,就是燃烧要稳,避免工作中的压力脉动。火箭飞行速度变化,都会对入轨产生影响。”原推力室设计部主任许晓勇说。此外,也要求阀门和涡轮泵动作的一致性要好。   针对上述三个挑战,研制队伍通过大量的课题研究与试验验证,将这些难点逐一攻克。“针对本次任务的极端重要性,我们在各个阶段都对产品和流程加严了要求。”原主推进发动机设计部郑大勇说,“加严了产品交付流程,包括实物预验收、资料预验收及正式验收。同时对生产环节的过程控制进行严格复查,确保最优的产品参加飞行任务。” 转载请注明出处: http://www.10000uw.com/view-111460-1.html