存放了27个月的助推器是如何正常工作的
长征五号助推模块采用了120吨大推力液氧煤油发动机,其产生的最高压强达500个大气压,要控制好这种压力,火箭的增压输送系统就显得非常关键。在合练箭进行多次试验后,设计师发现电磁阀非金属部分容易出现凹坑,存在一定的隐患。阀门专业设计师马上投入更改设计工作,研制出“不锈钢基体+非金属”复合结构。但更改部分的结构仅有几个毫米,在这个不到一节小拇指大小的零件上,需要加工出尺寸精密的凹槽,并进行非金属的镶嵌。
通过仿真分析、试验验证,最终解决了凹坑隐患,提高了电磁阀的可靠性,为保成功又增加了一分支撑,犹如在摩天大厦上增加了一粒砂。但火箭发射的成功,正是依靠这样许许多多微不足道的细如少尘的改进,才支撑起了中国航天发射“大厦”。
电池在低温环境下冻了44小时,如何确保性能无误?
不同于其他常温火箭,长征五号加注了液氢与液氮,又称“冰箭”。中国航天科技集团有限公司八院811所承担了长征五号箭上电池的研制工作。“温度是影响电池性能的一个重要因素,这对我们来说又是一次考验”,长征五号电池主管设计师邱星园介绍,“根据此次型号预案要求,在极端情况下,电池需要暴露在-10℃的环境44小时,如此低温环境下,电池也必须满足型号飞行使用要求!”
研制人员给电池相继做了5℃、0℃、-5℃和-10℃温度下工作性能的摸底,发现提升浸润度可以提高电池的性能,包括低温性能。于是,研制人员在电解液加注操作时,加强了相关动作以增强电解液浸润度。“一方面在加液过程同步增加抽气操作,让电解液接触更充分。我们在加液过程中增加抽气次数至以前的2~3倍,待浸泡两小时后,再次抽气。另一方面发现,通过对电池组加温也能提高浸泡的程度。”
过程中又出现了一个棘手的问题,温度继电器只能在较低的温度下才能接通电回路,这在高温的海南完全行不通!于是,团队又想方设法在有限的条件下给加温系统降温。“两种手段并用,全力确保电池性能。其实我们对电池很有信心,但航天必须事无巨细,即使概率很低的因素也不能放过”。
“眼见为实”
八院149厂作为总装单位,在开展型号工艺、生产过程中的“再分析”工作中,“眼见为实”是他们提出的强制要求。对于运载火箭上的产品,每生产一个批次就会给产品都一个有效期,就像平时我们买的食物一样,都必须在有效期内用完,不然会带来一些意想不到的后果。
由于长五的特殊性,很多产品经过长期存放都已经濒临或者已经超过最佳的使用期限,比如插头热缩套管根部的热缩膜、电缆表面的薄膜胶带、贮箱的低温隔热泡沫。这些都是“牵一发而动全身”的关键产品。
为此,团队成员将精益管理纳入了平日的工作中。通过开展产品超期风险识别,区分关键产品和非关键产品。对于关键产品进行核心部件同批次产品箭下复验,对于非关键产品进行箭上加固和替换填补措施,从而将一个个潜在的问题逐一“击破”。