長征五號B火箭飛天背后的“上海力量”

唐小麗 張昱欣 范文超

2020年05月06日14:22  來源:人民網-上海頻道
 

5月5日18時0分,為我國載人空間站工程研制的長征五號B運載火箭,搭載新一代載人飛船試驗船和柔性充氣式貨物返回艙試驗艙,在我國文昌航天發射場點火升空,約488秒后,載荷組合體與火箭成功分離,進入預定軌道,首飛任務取得圓滿成功,實現空間站階段飛行任務首戰告捷,拉開了我國載人航天工程“第三步”任務序幕。

5月5日,為我國載人空間站工程研制的長征五號B運載火箭在海南文昌首飛成功。 新華社發(屠海超 攝)

這是經過64個月的不懈努力后,“胖五”以長征五號B的身份重新回到大眾的視線之中,以“首飛成功”拉開了載人航天三步走之第三步——建造空間站的序幕。

在這次成功飛天的背后,“上海力量”格外矚目。中國航天科技集團上海航天技術研究院承擔了長征五號B四個助推器以及外安、芯級配套電池等研制工作,提供90%的起飛推力,同時承擔了新一代載人飛船試驗船能源管理系統、太陽帆板、信息管理功能測控子系統等研制任務。

“胖五”減重700多公斤 運輸大塊頭“乘客”

一眼看過去,這次成功發射的長征五號B遙一運載火箭與之前的三發長征五號運載火箭並沒有區別,但深入了解后,你會發現經過多次的技術改進,“胖五”也在不斷地成長。

“胖五”家族助推模塊的頭錐由於飛行動力的需求,它和長征火箭家族中的其他兄弟姐妹們有所不同,從側面看上去呈現出一個三角形狀,從正面看上去就像一個萌萌的“小企鵝”嘟囔著小嘴。

據長征五號B運載火箭助推結構系統設計師林連鑌介紹,由於長征五號系列火箭採用了前捆綁點主傳力的結構,在助推器頭錐的前捆綁點處受到高達300多噸的偏置集中力。為了有效擴散和支撐如此大的偏置集中力,增強與前捆綁點處相連的偏置集中力承載結構,在看似“小企鵝”的斜頭錐裡運用了增強強度的承力結構,但是由於它的放射性結構,使得“小企鵝”的體重一直居高不下。使該結構佔到了整個頭錐重量的60%以上。經設計師團隊分析,此處減重空間最大。

八院長征五號助推研制團隊通過拓扑優化技術對頭錐傳力路徑進行優化,基於拓扑優化結果對捆綁點下方集中承載和擴散結構開展工程化減重優化設計,將原頭錐捆綁點下方“多層放射筋壁板+主承力桁條”的多層結構串聯的集中力承載擴散結構優化為結構更加連續、承載效率更高的“主承力桁條+主承力厚板”的新型結構並聯共承力的形式,實現頭錐結構減重約12%,近150公斤。

上海航天  供圖

同時,設計師還從內部挖潛,據長征五號B運載火箭助推動力系統副主任設計師李會萍介紹道,根據前幾發長五的飛行實際,煤油箱的增壓氣瓶余量較大,經過討論和分析驗証,在長征五號B每個助推器中都減少了1個氣瓶,至少減重23公斤。另一方面,取消后處理管路之后,每個助推至少減重16公斤。

當長征五號B順利升空的那一刻,研制團隊的心終於安定了下來。這發任務面臨著疫情突發、人員數量減少、任務周期長、首飛責任重的新形勢、新特點,大家無時無刻不在心裡告訴自己:“要認真對待每一個細節。”

總裝能力提升20%,這個金字塔團隊平均年齡隻有27.5歲

伴隨著一聲震天響的“禮炮”,火箭騰空而起,國人歡呼雀躍。而在中國航天科技集團八院研制團隊的腦海裡,他們仿佛走進了一個放映廳,影片播放著它從一顆顆螺絲釘變成一個備受關注的“中國冰箭”。中國航天科技集團八院149廠事業一部(六分廠)黨支部書記張雄說道:“每一次試驗任務的圓滿成功都凝聚著每個航天人的辛勤付出。如今,通過一系列的優化措施,釋放產能,挖掘出被‘藏’在每一個角落裡的潛能,讓單個助推模塊總裝能力提升了20%。”

近年來,149廠圍繞企業核心專業發展,結合自身產品特點,不斷優化流程,強化節點意識,提升計劃的嚴肅性和考核的剛性。在整個團隊優化的過程中就像生物進化一般,鞏固具有優勢的“DNA”片段,同時通過植入了具有團隊能力、創新能力、數字化能力的“RNA”片段,使得整個團隊不斷散發著新的活動與動力,讓好每一項工作都能從嚴從緊從重從細實施起來,從而大幅提升裝配效率。

“讓每個人在第一次就把事情做對、做好,嚴格把好每一道關。”149廠長征五號運載火箭助推模塊總裝執行經理李亞軍用這句話來形容總裝團隊的工作職責。為了滿足日益增長的長征五號運載火箭助推模塊的總裝及試驗任務,149廠從提升總裝團隊能力入手,不斷激發團隊自身的潛能,合理分工、細化責任,讓“權責利”落實到每個角落,逐漸建立起了一個堅固而又穩定的“金字塔”團隊。

走進潔淨的總裝總測廠房裡,一眼望去,是一群平均年齡在27.5歲的青年人。李亞軍介紹道:“如今,整個總裝團隊一共有15人,除了70后的金衛健和瞿德超以外,其他都是二三十歲的年輕人。無論是頂端的領路人,還是中流砥柱,每一個人都在其中發揮著自己的特色,讓整個團隊能夠有力地成長起來。”

上海航天  供圖

在運載火箭型號的工作中,為了進一步聚焦高質量的發展能力,進一步落實壓准壓嚴職責,青年人逐步擔任起艙段負責人、總裝負責人。他們將原本的總裝工作延伸到部裝、產品交付的“前端”工作,讓總裝帶動整體生產節奏。青年負責人同型號工藝員一起制定了總裝過程中的產品交付要求,細化了總裝驗收記錄表,確保關鍵環節的測試覆蓋性、驗証充分性,強化質量把關重心前移。同時,他們將重點工作聚焦到型號研制全周期精准策劃、部套產品配套進度及質量、“急難險重”的問題的協調上,大大提高了團隊的管理效率,優化作業計劃流程,減少不必要的產品流轉和重復性工作。

疫情成了進場“攔路虎”,看他們如何做到“不容有失”

“最怕空氣突然安靜……”就在長征五號B運載火箭發射前1分鐘,四周一片寂靜,仿佛給世界按下了暫停鍵,然而中國航天科技集團八院長征五號B試驗隊員的心裡卻像是有一個鐘表,滴答滴答地記錄著時間的前進。點火,起飛,直至一頭扎進漫無邊際的天空。期待已久的那句“成功了!”竄進大家的耳朵,歡呼雀躍已是本能反應,鬆開雙手,才發現四道指甲印已深深刻在了手心。

年前,中國航天科技集團八院長征五號B試驗隊就開始做著進場前的准備工作,然而新冠肺炎疫情成了“攔路虎”。為了不影響進場,有的試驗隊員主動取消了回老家探親的行程,留在上海待命,很多試驗隊員主動提早返滬,自行隔離觀察。“使命在肩,責任重大,不容有失”是他們常常對自己說的話。

受疫情影響,進場條件較以往嚴苛,試驗隊緊急調整了進場人員名單,盡可能全員走完全程。這樣一來,一些發射場重要環節將面臨人手不足的情況。眾所周知,對火箭來說,發動機是為火箭提供飛行動力的重要產品,而要控制飛行方向則需要伺服機構,伺服機構是通過控制發動機搖擺從而實現改變火箭飛行方向的。按照規定流程,伺服機構需要在火箭垂直狀態時安裝,安裝難度大。所以,伺服機構安裝便成了發射場的一項重大工作。

原計劃在此階段會再安排3名149廠人員進場,但情況特殊,試驗隊充分利用在場人員,聯合805所、803所的在場隊員組成伺服機構安裝艙外兼崗輔助小組,發揮團隊作用,齊心協力,隻為一個目標。

上海航天 供圖

“質量是政治、質量是生命、質量是效益”,試驗隊堅持嚴慎細實的工作作風,把好每一道質量關。149廠胡慧莉作為試驗隊的質量員,時刻提醒試驗隊員毫不放鬆質量“雙想”,堅持不放過任何隱患。秉持著對匯報材料標准不降的態度,在每次質量匯報會前召集各專業負責人開展隊內討論,討論會上各專業人員可以知無不言,群策群力。

發射場網吧是長征五號B運載火箭助推動力系統主任設計師李會萍白天下班后經常待的地方,工作忙的時候一待就到晚上十點,她十年扎根長五助推動力系統設計,始終保持對本職崗位的敬畏。發射場期間,在她的工作台面上總是能看到記錄得密密麻麻的工作記錄本。這些本子可是她的寶貝,本子上是針對每一個單機、每一套管路、每一組艙段支架整理的與產品質量息息相關的各項信息。多年以來,在跟產和驗收中她都隨身攜帶,經常翻閱並完善,因為那不僅是一條條保障質量的數據,更是她工作的決心和信心。

作為總體總裝崗的丁一凡,在2019年遙三發射成功后立馬投入長五B進場准備工作中,翻開他的記錄本,可以看到一條條“待補充事項”,那是從進場至發射日當天每一次工作的總結,而他要趁熱打鐵將這一條條細化的步驟或注意事項都補充到發射場操作手冊中。這次任務是丁一凡第一次參加合練,對他來說較難的是編寫火箭從發射塔架轉回技術區的操作流程。有了遙三的經驗,他試著在腦海中一步一步推演,遇到不懂的問題立馬向前輩請教,最終編制的長征五號B發射場工作流程為后續發射場工作奠定了良好的基礎。正因為對發射場每一個操作熟記於心,丁一凡每次都能幫大家解答發射場操作流程上的問題。

八院長征五號系列產保副經理吳小軍也在不斷積累經驗,從全級次供應商管理到設計特性全集,每一項工作都親力親為。下班后總是換個角度反問自己,通過不斷地思考、凝練,直到敢拍著胸脯說“我的產品我放心”為止。

運載火箭是一個龐大的系統工程,所需的知識技能紛繁復雜。他們不僅要確保火箭在地面上的安全與生產進度,還要思量“上天”后的飛行安全,每一刻都不能放鬆與馬虎。以上這些,只是八院長五B團隊的冰山一角。中國航天工程高速發展的背后,有無數航天人在默默地付出。

(責編:唐小麗、韓慶)
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