張梅 郭莉



2016年6月25日,我國新一代中型運載火箭長征七號在海南衛星發射中心成功首飛。長征七號運載火箭首次發射圓滿成功,標志著我國載人航天工程空間實驗室任務順利開啟。
在此次“首飛”任務中,由西安航天動力試驗技術研究所(中國航天科技集團第六研究院165所)研制試驗的液氧煤油高壓補燃發動機作為“新動力”,表現完美,推舉長征七號火箭順利飛天。
“新動力”的成功,源于陜西科技的實力與擔當。
直面挑戰。攻堅克難
發展航天,動力先行。我國長征系列運載火箭雖已取得舉世矚目的成績,但現有的航天液體動力已經不能滿足未來航天技術發展的需求。為了大力提升我國空間技術水平,就必須解決大推力運載工具的問題。因此,研制新一代綠色環保、高可靠液體火箭發動機就顯得格外迫切。
作為我國液體火箭發動機權威的研究試驗單位,165所面向國家戰略,緊追國際前沿,早在上世紀九十年代就加入研制新一代液氧煤油高壓補燃火箭發動機的行列。
發動機試驗是發動機研制三大環節之一,在發動機研制過程中發揮著非常關鍵的作用。科研人員通過對發動機各種工況、各種狀態的性能、可靠性地面和高空模擬試驗,得到全面精準的發動機工作參數,為發動機研制“一錘定音”.并為定型發動機能否交付并參與總裝發射,發放合格通行證。發動機試驗也被稱為發動機研制的“顯示終端”。
上世紀九十年代末,165所開始在改造完成的試驗臺上進行液氧煤油高壓補燃發動機關鍵零部件聯試和半系統試驗。研制試驗初期,失敗與挫折如影相隨。其中,發動機的整機啟動試驗,讓研發團隊久攻不克。為了找到啟動問題的癥結,攻關團隊千方百計收集資料,利用數字反復模擬啟動失敗和爆炸的過程,才找到了啟動問題的根源,并經過多次調整、實驗,最終選定了最理想的啟動方案和程序。
液氧煤油高壓補燃發動機啟動難關的攻克,為后續發動機研制的順利進行奠定了堅實基礎。
享受難題。邁向成功
發動機被稱為火箭的心臟,也是大推力火箭研制的最大瓶頸。其中,作為發動機研制基本保障條件和基礎設施的發動機試驗臺建設,更成為關鍵中的關鍵。隨著液氧煤油發動機研制進程的推進,加快建設液氧煤油發動機新型試驗臺建設成為一項迫在眉睫的任務。
在建設試驗臺初期,突然發生的地質病害為建設帶來了重重壓力。在經過包括三位地質專業的科學院、工程院院士在內的各方面專家的評審后,165所建設者們晝夜奮戰,克服重重困難治理地質病害,為試驗臺建設鋪平了道路。
如果說試驗區的土建工程是整個試驗區載體的話,那么系統設計則是試驗區的內核。能否把液氧煤油發動機試驗區建成具有國際先進水平的試驗區,系統設計至關重要。從新試驗臺建設項目啟動那天起,165所就組建了老中青三結合的專家課題組,向攻克試驗臺系統設計的重重難關發起了沖擊。
擺在設計人員面前的困難是可想而知的。數十個大系統,數百個分系統,數千張圖紙的設計畫圖,數萬臺次的儀器設備的選型,都需要設計師系統來組織、參與或把關。然而這一切,對165所的科研人員來說,卻幾乎成了一種“享受”。他們廢寢忘食,勇克難關,僅用了一年半時間就建成一座亞洲第一的試驗臺。在國際航天界,建設一座500噸推力的發動機試驗臺至少需要兩年。
2005年1月5目,液氧煤油高壓補燃發動機試驗區新型發動機試車臺考臺試驗獲得成功。經過之后百余次正式試驗的驗證,這座亞洲第一試驗臺的總體設計、試驗能力等指標均達到了國際先進水平,為我國新一代大推力運載火箭液氧煤油高壓補燃發動機的研制作出了突出貢獻。
創新不竭,攬夢九天
在攀登科學的高峰中,唯有創新才能不斷前行。在發動機研制試驗中,165所的科研人員踏上創新之路。不斷取得一項項新的突破。
近年來,隨著長征六號、長征七號運載火箭的首飛交付,兩種型號的液氧煤油高壓補燃發動機工藝檢定試驗任務異常艱巨。每一臺發動機交付總體之前,165所對其都要進行工藝檢定試驗,檢驗并確保發動機的工作可靠,為發動機最終參加飛行,頒發“飛天通行證”。
為此,165所研制試驗團隊針對工藝試驗的特點,開展了試驗流程優化及關鍵過程控制,試驗過程質量控制的覆蓋性、有效性進一步增強,整體提升了液氧煤油發動機工藝檢定試車的管理水平,保障了工藝檢定試車的圓滿完成,為交付的發動機提供了數字寫實體檢報告。
作為我國新建設的第四個大型衛星發射場——海南文昌航天發射場在本次長征七號火箭發射中扮演了重要角色。165所承擔了海南文昌航天發射場氮氣供配氣系統、煤油加注系統、真空低溫閥門、污水處理站等項目,建設者們憑著嚴細慎實、精益求精的工作作風,攻克了一道道難關,啃下了一塊塊硬骨頭。長征七號一飛沖天的壯舉,完美展示了165所研制建設的地面設施、設備的先進性和安全可靠性。
對165所而言,長征七號首飛成功不僅是對他們實力與擔當的檢閱。更是實現“航天夢”的一個新起點。正如165所黨委書記兼所長、火箭發動機專家羅維民所言:165所將繼續團結協作、攻堅克難,為實現中華民族一個又一個飛天之夢,譜寫新的篇章,創造新的輝煌。