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航天科技六院11所新型预冷组合发动机攻关侧记
来源:中国航天报     日期:2022年09月27日    字体:【】【】【

随着倒计时开始,十几双眼睛紧盯着监控画面。然而预定的点火时间到了,口令也发出了,画面却静如死水。10秒钟的时间,对于在场的所有人来说,比一整个夏天还要漫长。毫无变化的画面宣告试验点火失败。

今年4月,由航天科技集团六院11所设计研制的某新型预冷组合发动机开展第五次自由射流试验。尽管试验存在一定风险,但经历了前4次试验的大获成功与试前充分的讨论,大家信心满满。不料,在不到一分钟的时间里,团队便经历从满怀期待到满腹不甘的情绪过山车。失败,来得猝不及防。

正视失败 归零重启

当晚试验队立刻召开会议进行讨论,各个专业的专家和设计人员悉数到场,大家各抒己见,针对点火失败发表专业的观点。

随着讨论的持续,会场气氛逐渐变得凝重,每个人都眉头紧锁,欲言又止,会议室笼罩着一层失败的阴影。“归零”,斩钉截铁的两个字打破了宁静,清清楚楚地传到会议室的每个角落。这是整个飞行项目的初次归零,也是团队中好几位年轻设计员遇到的首次归零。

敢于面对问题,勇于归零重启,这是航天人的责任担当,团队步履维艰地开始了归零之路。

“此次点火失败让我们深刻意识到,之前的成功不等于预冷组合发动机技术的成熟,暴露了我们对发动机匹配规律认识的不足。归零不是对我们之前工作的否定,而是让我们再次成长的机遇。”看着情绪低落的年轻人,团队技术负责人南总鼓励道。

失败是成功之母。各方人员开始加班加点携手挖掘问题本质、寻求解决方案。很快,大家以发动机点火为顶事件梳理出了15个底事件,建立了故障树。顺着故障树,各专业科室设计人员马不停蹄地开始了各个方向的排查,分析着密密麻麻的数据,琢磨着层层叠叠的曲线,抽丝剥茧,定位分析。

问题复杂,人员紧张,就老中青新齐上阵。副主任设计师老周细心地检查发动机整机产品和风洞试验舱;组长刘工在电脑上观察着试车视频,逐帧分析菱形区的演化;副组长李工白天接打70多个电话协调总装,接着连夜又设计出了3套前移转接支架模型;王博士加注氢气直到后半夜,顶着月光匆匆回家;马博士对着表格梳理了数万条弹道,分析飞行边界;黄博士迅速开展仿真还原工作,通过大量工况对比摸清了燃烧室点火、熄火边界;刚入职的新人小郭在园区和试验区往返,积极配合着165所和厂里开展工作。其余人员也积极发挥专业特长,加班加点地分析、定位问题。在团队的共同努力之下,归零工作迎来曙光。

联合创新团队的“联合创新”

去年12月,11所与西安交通大学共建了一支新型涡轮火箭冲压组合动力联合创新团队,组合资源开展联合创新。

3位新加入联合创新团队的西安交通大学博士后也很快地投入到归零工作中。天刚亮,他们便坐着地铁从创新港赶来,利用自己的专业知识对试验台喷管出口流场进行数值仿真和理论分析,为后续的自由射流试验提供指导。

交大创新港联合团队的建设也正在如火如荼地进行中,作为创新团队负责人之一的马主任,每周固定往返创新港,督促人员招聘、办公场地、专用网络等工作的开展和落实,保证创新团队早日进驻,全力推进实体化运行。

经过细致的分析与梳理,团队迅速定位技术故障,提出了新的发动机控制规律,通过结合修订时序、前移支架、起动预测等多项举措将风险可能降至最低。仅仅30余天,团队便胆大心细地重新制定了自由射流试验方案。

6月初,新的试验方案面临“大考”,所有人都攥紧了拳头紧盯着大屏幕。随着一道火光在黑漆漆的舱内乍现,“试验成功!”随着发动机平稳关机,现场的激动兴奋瞬间汇成欢乐的海洋。归零团队的成员们则长舒一口气,转身又投入到了新一轮试验数据的分析当中。

经过这次归零的历练,团队再次充满信心。5天时间里,团队开展了4次系统级试验,紧锣密鼓,捷报连连,充分验证了故障的精准定位,也加深了团队对发动机特性的认识。

理论分析,试验佐证,各方配合,统一战线,在领导的指挥下,团队成员披荆斩棘携手走出至暗时刻,归零让这支党员攻坚队伍涅槃新生。

同期并行的发动机联合动力试验作为发动机、滑油供应系统,高压氢气系统和控制系统结合的首次综合性系统级试验,也是发动机闭环控制的首次试验,技术难度大,风险高。

试验前,团队运用数字化仿真完成了软件校核、半实物仿真等,进行了多轮讨论迭代,制定了严格的试验流程,识别了多种潜在风险,确保“数字世界多次迭代,物理世界一次成功”。最终,联合动力试验八战八捷,圆满成功。

11所开展新型涡轮火箭冲压组合动力系统的研制,为后续产品研制提供动力基础,也是对“一定要赶上和超过世界先进水平”的院魂躬身实践。

“踏平坎坷成大道,斗罢艰险又出发。”就像歌曲中唱的那样,团队在磨难挫折中成长,在攻坚克难中壮大,熬过至暗时刻,迎来胜利曙光。连续试车成功之后,团队新人感慨万千,在朋友圈写道:晨曦朝露去,披星戴月归;胸怀凌云志,敢争日月辉。(李雄辉 王盈)

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