本文转自:央视网央视网消息:今年|【一线调研 实干见闻】当“火箭发动机”遇到“数字化”

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央视网消息:今年 , 我国计划实施近70次宇航发射 , 有望再次刷新纪录 。 高密度的发射对火箭的整体要求近乎苛刻 , 中国航天如何做到高密度发射下的高成功率?今天的《一线调研实干见闻》 , 我们就去火箭的“心脏”——航天发动机研制团队看一看 。
设计:从“十年一箭”到“八年九机”的秘诀
春节刚过 , 采访人员就来到了位于西安的航天科技集团六院 , 这里是我国液体火箭发动机的研制中心 , 为我国所有的长征系列运载火箭提供动力 。
采访人员:你们这个室就是负责面向未来的一些(发动机研制的)?
航天科技集团六院11所重型发动机副主任设计师赵剑:没错 , 我们就是面向我国重大航天任务需求 。
采访人员:抓总研制 。
航天科技集团六院11所重型发动机副主任设计师赵剑:对 , 世界水平的发动机 。
航天科技集团六院11所重型发动机副主任设计师赵剑:它就是我们的第一款 。
采访人员:这款发动机的设计是全数字化了 。
航天科技集团六院11所重型发动机副主任设计师赵剑:全数字化了 。
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赵剑说的这款发动机就是500吨级液氧煤油发动机 , 这是我国目前在研推力最大的液体火箭发动机 , 去年底 , 首次整机试车就取得圆满成功 。
航天科技集团六院11所重型发动机副主任设计师赵剑:这发动机从零开始到真正第一次系统级的热试车 , 大概是花了4年时间 , 包括设计到生产 , 加上实验 。
采访人员:这个速度跟之前相比是不是已经很快了?
航天科技集团六院11所重型发动机副主任设计师赵剑:像这么大一个(发动机) , 我举个例子 , 咱们现在的120吨发动机 , 就目前空间站的主动力发动机 , 它从零开始到真正的试车 , 大概就以10年为周期 。
赵剑说 , 研制时间大幅度缩短 , 是因为他们在一开始设计的时候就引入了数字化 。 按照以往的设计模式 , 需要手绘设计图 , 工厂再出工艺图 , 再交给工人去加工 。 一有改动 , 所有的流程就要重新来一遍 。
赵剑告诉采访人员 , 现在航天重大任务中 , 都要求质量高、周期短、成本低 , 过去的手工制图已经无法适应了 , 为此 , 院里启动了数字化转型 , 自主研发了“郁金香”模型库 , 以往凭设计师个人经验无法想象的设计方案 , 在仿真模型的计算下都可以实现 。
航天科技集团六院11所重型发动机副主任设计师赵剑:我所有的尺寸图纸全是三维呈现 , 看到没 , 全是整个真实地在这里体现出来 , 包括它的公差 , 包括粗糙度 , 包括位置入口 , 包括加工尺寸 。
采访人员:这是传感器是吧?
航天科技集团六院11所重型发动机副主任设计师赵剑:对 。 相对原来的方案减了50%重量 。 如果让你设计 , 你肯定不会这么设计 , 想象不出这里把它凹进去对吧?这里凹进去 , 然后再把它长出来 , 你是想不出来的 , 这都是算出来的 。
赵剑说数字化模型算出来的结果 , 让发动机研制效率提高了几十倍 , 设计完成之后 , 还可以通过仿真试车来一遍一遍地验证结果 。
采访人员:可不可以这么理解 , 仿真试车就相当于我打游戏过关一样 , 每一关 , 每一关 , 即便是这关我没过 , 我可以重来 。 但是按照以前的话 , 我可能这一关没过 , 就意味着——
航天科技集团六院11所重型发动机副主任设计师赵剑:Gameover(游戏结束)了 。 多轮迭代的仿真的数字化的这种研制模式 , 它每一步发动机从0秒开始发指令 , 到零点零几秒 , 哪个阀打开 , 零点几秒 , 到哪个位置 , 知道它在什么时候会做什么动作 , 载荷是什么样的 , 然后我的产品能不能扛得住 , 我们也经过了详细的计算 , 在我们这种认知范围内我们去做到极致 , 这样才能保证(真实试车)一次成功 。