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堪稱性能最完善 航天四院逃逸救生系統(tǒng)研制紀(jì)事

2003年10月18日 17:03


  “神舟”無(wú)人試驗(yàn)飛船四次遨游太空,逃逸系統(tǒng)次次成功經(jīng)受了考驗(yàn),成了航天員放心大膽去巡天的“定心丸”。承擔(dān)逃逸塔動(dòng)力裝置研制工作的就是中國(guó)航天科技集團(tuán)第四研究院,他們創(chuàng)造出堪稱目前國(guó)際上性能最完善的逃逸救生方式。

  肩負(fù)起民族的希冀

  載人航天工程特殊之處,在于必須確保航天員的絕對(duì)安全。國(guó)外航天技術(shù)發(fā)展的歷史證明,威脅航天員的故障大多發(fā)生在火箭飛行段,因此,解決火箭發(fā)射故障逃逸救生技術(shù),是一項(xiàng)世界性的難題。我國(guó)政府在載人航天工程立項(xiàng)伊始,就莊嚴(yán)地宣稱:

  我們不僅要有高可靠、高安全的“神劍”、“神舟”,還要有萬(wàn)一遇到意外緊急情況確保航天員安全生還的一流的逃飛設(shè)置。因此,逃逸系統(tǒng)的研制從一開(kāi)始就被確定為載人航天必須突破的三大技術(shù)難關(guān)之一。

  四院人不會(huì)忘記,1995年4月19日,整個(gè)逃逸系統(tǒng)動(dòng)力裝置4個(gè)型號(hào)10臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)中最大、也是結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、研制難度最大的主逃逸發(fā)動(dòng)機(jī),首次熱試車點(diǎn)火后不到1秒鐘,攝氏3000多度的高燃速火焰瞬間將四個(gè)前置噴管的彎管部分全部燒穿,四射的火焰將整個(gè)試車臺(tái)燒成了一片火海。乍暖還寒的天氣,這個(gè)意外讓四院人的心一下子掉進(jìn)了寒冷的冰窖。

  試車的慘狀讓在場(chǎng)的許多人雙淚長(zhǎng)流。為了這個(gè)形狀怪異像一只“四爪魚”的大家伙,僅四院的機(jī)加工人就付出了整整一年的艱辛和汗水。四院的領(lǐng)導(dǎo)和型號(hào)兩總連夜召開(kāi)了事故分析會(huì)。

  盡管設(shè)計(jì)人員和工藝人員事先已經(jīng)考慮到了這種特殊要求發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的燒蝕和沖刷環(huán)境會(huì)很惡劣,并采取了較傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)絕熱層厚得多的絕熱方法。但事實(shí)證明,傳統(tǒng)的絕熱方法和材料對(duì)這種要求異?量痰奶厥獍l(fā)動(dòng)機(jī)是根本行不通的。兩總研究后決定,從設(shè)計(jì)、材料、工藝、技術(shù)等多方入手,多管齊下,成立十多個(gè)工藝技術(shù)攻關(guān)小組協(xié)力攻克難關(guān)。

  一場(chǎng)“百日攻關(guān)”大戰(zhàn)開(kāi)始了。年近6旬的發(fā)動(dòng)機(jī)總設(shè)計(jì)師陳立學(xué)整天泡在攻關(guān)一線,為了不忽略任何一個(gè)有價(jià)值的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,常常疼得大汗淋漓,連腰都直不起來(lái),攻關(guān)的三個(gè)多月中,他本來(lái)已經(jīng)花白的頭發(fā)幾乎全白了。

  發(fā)動(dòng)機(jī)總指揮王士寶差不多每天都要到實(shí)驗(yàn)室、車間,現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)解決問(wèn)題,有時(shí)在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)一站就是幾個(gè)鐘頭。那段時(shí)間,本來(lái)就清瘦的他又消瘦了許多。

  主任設(shè)計(jì)師劉霓生組織設(shè)計(jì)人員從設(shè)計(jì)源頭抓起,摸索進(jìn)一步優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。那些天里,他幾乎沒(méi)有睡過(guò)一個(gè)囫圇覺(jué),最終因疲勞過(guò)度病倒在崗位上。

  攻關(guān)組的技術(shù)人員和一線的工人師傅遴選了成百種材料和配方,做了上千次試驗(yàn),測(cè)試了上萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)。

  為了得到每一項(xiàng)試驗(yàn)的準(zhǔn)確數(shù)據(jù),工作到深夜成了攻關(guān)組的家常便飯。主管工藝師王慶利當(dāng)時(shí)身懷六甲,她忍著因?qū)嶒?yàn)室強(qiáng)烈的溶劑氣味引起的嚴(yán)重妊娠反應(yīng),挺著大肚子和大家一齊吃、住在車間;工人宋可為動(dòng)腦筋、想辦法,帶病堅(jiān)持工作,一遍一遍地琢磨新材料的成型工藝。

  終于,新的絕熱材料和成型工藝找到了,并于4個(gè)月后的8月31日成功經(jīng)受了地面熱試車的考核,試車結(jié)束后界面解剖結(jié)果表明,絕熱層不但沒(méi)有燒穿,還有相當(dāng)?shù)挠嗔俊4藭r(shí),距總體要求的轉(zhuǎn)段時(shí)間還有1個(gè)多月的時(shí)間,整體研制進(jìn)度沒(méi)有受到影響。至此,研制過(guò)程中遇到的第一個(gè)也是最大、最關(guān)鍵的技術(shù)攻關(guān)宣告勝利結(jié)束。

  在整個(gè)研制期間,他們先后攻克了瞬時(shí)大推力特種固體發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)、超高強(qiáng)度鋼異型機(jī)械加工、高燃速推進(jìn)劑配方及工藝、高燃速發(fā)動(dòng)機(jī)抗沖刷抗燒蝕絕熱防熱等關(guān)鍵工藝技術(shù)難關(guān),把10多項(xiàng)中國(guó)之最有的甚至是世界之最,寫在了中國(guó)和世界航天史上,也把中國(guó)航天人的風(fēng)采展現(xiàn)在世人面前。

  “零缺陷”產(chǎn)品讓航天員放心去巡天

  由于逃逸系統(tǒng)承擔(dān)著雙重重大使命,無(wú)論火箭發(fā)射成功與否,它都必須成功,失敗不起。所以從研制開(kāi)始,四院就始終把提高產(chǎn)品的質(zhì)量和高可靠性放在首位來(lái)抓。院長(zhǎng)周為民要求自己和全體參與研制人員務(wù)必常存“戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢,如履薄冰,如臨深淵”的心態(tài)。

  周為民處理質(zhì)量事故毫不留情面是出了名的。一次,一位為產(chǎn)品傾盡了心血的老師傅,在檢查一批螺栓時(shí),居然出現(xiàn)了漏檢事故。周為民揮淚斬馬謖,嚴(yán)肅處理了這位老師傅,并在全系統(tǒng)范圍內(nèi)開(kāi)展質(zhì)量整頓,復(fù)查了上千道工序的質(zhì)量控制規(guī)程和元器件。事后,周為民找到那位老師傅力陳其中的利害,老師傅老淚縱橫地說(shuō),我知道,我們現(xiàn)在的任何一個(gè)小小的失誤,將來(lái)都有可能是對(duì)航天員甚至整個(gè)載人工程的犯罪啊!

  嚴(yán)格的管理必須建立在完善、健全的規(guī)章制度的基礎(chǔ)上。四院成立了行政、技術(shù)、工藝并行的三套指揮系統(tǒng),編制了周詳、細(xì)致的質(zhì)量保證大綱,建立了層層責(zé)任制,構(gòu)筑政令暢通的垂直指揮系統(tǒng),使得設(shè)計(jì)、操作、檢驗(yàn)等各工序環(huán)環(huán)相扣,職責(zé)明晰,針對(duì)載人飛行的全過(guò)程的加嚴(yán)質(zhì)量控制措施,杜絕了質(zhì)量管理“真空地帶”的出現(xiàn)。

  逃逸主發(fā)動(dòng)機(jī)超高強(qiáng)度鋼金屬殼體由于形狀復(fù)雜而且多是空間異型曲面,再加上硬度極高給加工帶來(lái)了極大難度。7414廠銑工李亞杰面對(duì)從未遇到過(guò)的加工難題,反復(fù)研究圖紙。他把自己大部分時(shí)間都交給了機(jī)床,白天晚上守在機(jī)床旁,用試切件反復(fù)試驗(yàn),摸索加工參數(shù)。他用來(lái)繪圖、計(jì)算的草紙摞起來(lái)有半尺多厚,經(jīng)他改制的工裝、刀具有幾十套之多,每年平均工時(shí)達(dá)4000小時(shí)的他被大伙譽(yù)為“走在時(shí)間前面的人”。

  發(fā)動(dòng)機(jī)燃速推進(jìn)劑裝藥是一項(xiàng)危險(xiǎn)性極高的工作,而由于結(jié)構(gòu)特殊,其中一種逃逸發(fā)動(dòng)機(jī)在裝藥時(shí)需采用過(guò)去從未用過(guò)的插芯技術(shù),即先將濃稠的推進(jìn)劑藥漿裝進(jìn)殼體內(nèi),再將一根金屬的芯模棒插進(jìn)藥漿內(nèi)。操作中稍有不慎,就會(huì)引起摩擦起火燃燒甚至爆炸,后果不堪設(shè)想。

  第一次插芯工作現(xiàn)場(chǎng),空氣是凝結(jié)的。控制室里,從領(lǐng)導(dǎo)到職工,心都提到了嗓子眼兒上,手心里也都捏著一把汗,有的青工更是無(wú)法控制緊張情緒明顯顯露。老組長(zhǎng)田新華面對(duì)不可預(yù)知的危險(xiǎn),主動(dòng)請(qǐng)纓:他們都還年輕,我來(lái)!他堅(jiān)持諾大的工房?jī)?nèi)只留下自己一個(gè)人。那一刻,他毫無(wú)顧忌地把生的希望留給了別人。

  作為逃逸系統(tǒng)發(fā)電機(jī)行政總指揮的四院院長(zhǎng)周為民無(wú)限感慨地說(shuō):“我們完全可以自豪地說(shuō),四院參與研制的逃逸系統(tǒng)是目前國(guó)際上性能最完善的逃逸救生方式之一,達(dá)到了世界同類產(chǎn)品的先進(jìn)水準(zhǔn)!

  (文章原載于《科技日?qǐng)?bào)》,作者:王玫、楊衡玉、于莘明)

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