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航天科技四院四十一所长征系列运载火箭固体大推力发动机研制团队:
挑战固体动力巅峰 不辱航天强国使命

文章来源:中国航天科技集团有限公司  发布时间:2022-05-20

2009年3月,直径2米、推力120吨整体式固体发动机试车在国内率先取得圆满成功;2015年9月,我国首枚全固体运载火箭CZ-11首飞成功;2021年10月19日,直径3.5米、推力500吨的世界最大推力整体式固体发动机试车成功;2022年3月29日,我国首枚固体捆绑新一代运载火箭CZ-6A首飞成功……这一路成功的背后有一支信念坚定、能打硬仗的科技创新型团队——中国航天科技集团有限公司第四研究院四十一所长征系列运载火箭固体大推力发动机研制团队。

攻克分段对接  挑战技术盲区

作为我国固体动力技术的领军者,发展运载火箭固体助推技术一直是航天科技四院的梦想,而分段对接作为大型固体助推发动机的关键技术,是固体发动机进军运载火箭捆绑助推动力领域的核心支撑。

“固体发动机要真正运用到宇航运载领域,必须要达到更大推力才行。”时任分段式固体发动机总师、团队负责人王健儒指出。可是,面临分段对接技术没有任何可借鉴的经验,国外公开可查的基本只有一张简图、一段综述或者一个公式的困境,团队几乎翻阅了能查到的所有相关资料,与国内顶级专家、高校老师和研制队伍反复探讨,创新性地运用了“理论分析、数值仿真、冷流试验和热试试验”四结合的研究方法,最终制定了有效可行的技术方案和验证方法。

基于分段式固体发动机技术新、进度紧、压力大,团队坚持“技术创新、技艺传承”的人才培养思路,建立了“起飞、入轨、运行”的“三步走”培养方案,明确了“一型方案设计、一份仿真报告、一套图样设计”的“三个一”学习要求,淬炼了青年敢于攻克“卡脖子”技术、啃下“硬骨头”的精神。

短短几年时间,团队就成功解决多项重大关键技术和诸多技术难题,形成了一套完整的分段式固体发动机设计与分析方法,实现了分段式发动机从无到有、从小到大,并圆满完成了两段式和三段式技术验证发动机的研试工作,不断刷新着我国固体发动机研制的纪录。

进军主流运载  戮力同心前行

随着分段式固体发动机技术的日益成熟,首次应用直径2米2分段固体助推捆绑的CZ-6A运载火箭终获国家立项,标志着固体运载正式向着中国主流运载火箭进军。

自项目立项以来,这支年轻的设计师团队不断挑战极限、主动进取作为。“发动机工作同步性是决定本次发射任务是否成功的一个关键考验,如果捆绑在火箭4个方位的固体助推发动机步调不一致,将会产生翻转力矩从而影响火箭的稳定性”,陆贺建在方案评审会上总结到。作为“攻坚急先锋”,他率先组织团队“头脑风暴”,通过多项设计、工艺、过程控制方法保证药柱性能一致性,实现对称发动机工作时间的误差小于1.5秒。

“一次要把事情做对,次次都把事情做好!”这是巾帼设计师赵玉静的工作格言。面对首次采用捆绑连接结构要求,她采用拓扑优化的方法进行了壳体的结构设计,理论计算与试验数据最大偏差小于8%,以高性能满足了指标要求。苗志文作为团队中最年轻的成员,为了保证发动机在低温条件下首飞圆满完成,开展了二十多种仿真工作计算。“要珍惜,现在正是我们年轻人吃苦攒经验的大好时候。”成为了他天天挂在嘴边的口头禅。

光耀长征之路  追逐寰宇梦想

十年运载梦,备尝艰与辛。当CZ-6A运载火箭直冲云霄、划过天际,固体助推发动机发出的耀眼光芒照亮了火箭征途,团队成员们凝目长空、热泪长流。

“那一刻,固体发动机不再是冷冰冰的存在,而是鲜活的生命体;那一刻,我与她在同呼吸、共命运,已融为一体。我清楚的知道,她的生命是我们给予的,她的成长是我们规划的,她的精彩是我们设定的。掌声响起时,我才觉得手脚冰冷,汗水早已打湿了衣衫。”CZ-6A运载火箭固体发动机总师白彦军激动地说到。

未来,长征系列运载火箭固体大推力发动机研制团队将重点围绕大型整体式、分段式固体火箭发动机两条研究主线,基于500吨推力整体式固体发动机,开展直径3.5米多分段发动机的研究,实现推力达到千吨级以上,以满足我国空间装备、载人登月、深空探索等航天活动对于运载工具的不同发展需求。在航天强国使命的感召下,青年团队将以坚定的航天报国信念,以崭新的青春价值创造奋力走好新时代长征路。

【责任编辑:温存】

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