中国航天科技集团六院107台发动机全程护航世界首次月背采样之旅

时间:2024-05-03 19:34:54  来源:中国航天科技集团六院

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中国航天科技集团六院107台发动机全程护航世界首次月背采样之旅

从长征五号上的30台发动机,到嫦娥六号上的77台发动机,中国航天科技集团六院研制的107台发动机,在不断接力中助推“长五”护航“嫦六”月背采样之旅

椰风碧海,巨箭耸立。5月3日17时27分,文昌航天发射场,长征五号遥八运载火箭成功将嫦娥六号月球探测器送入预定轨道,发射取得圆满成功。

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▲ 长征五号运载火箭在雨中升空(宿东 摄)

嫦娥六号作为探月工程四期首发探测器,将实现世界首次月球背面采样返回。此次采集的样本区域在月球背面南极——艾特肯盆地,这是太阳系中最大的陨石坑,嫦娥六号就要去打破常规,探索这个未知的“秘境”。

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奔月之旅,路途遥远,“大火箭”为了让“嫦娥”姑娘省点儿力气,可以说贴心至极。从长征五号上的30台发动机,到嫦娥六号上的77台发动机,中国航天科技集团六院研制的107台发动机,在不断接力中助推“长五”护航“嫦六”月背采样之旅。

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从火箭点火升空到探测器近月制动“在轨刹车”;从月地之间长途跋涉,到探测器着陆月球背面;从返回舱精准再入,到月球轨道交会对接,六院人不断打破舒适圈,去迎接一个个充满挑战的“第一次”。

高密度发射更要保持最佳状态

测控大厅里,长征五号遥八运载火箭正在按照发射场计划开展相关工作。此时,长征五号系列运载火箭副总设计师陈建华正全神贯注的盯着屏幕……一串串数据印在他厚厚的镜片上,折射出斑斓的光。

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“发动机点火前,参数必须全部满足要求才能放飞,点火的时候我会一直看着参数,直到所有数值达标,我基本上就放心了。”陈建华介绍,今年长征五号系列运载火箭将达到高密度发射,并且未来几年将持续保持这样的发射频次。从长五遥六、长五遥七到这一次发射的长五遥八,每发任务之间的准备时间仅间隔两到三周,如此之短的间隔时间,极大考验了六院试验队连续作战能力,也展现出液体火箭发动机技术成熟和高强密度发射任务的可行性。

在发射场,液氧煤油发动机研制团队按照重大任务质量工作要求,横向比对保证状态正常,纵向复查确认结果稳定。全系统的演练,分系统的应急,每一个产品的细致核对,每一个参数的仔细研判,每一次攻关的竭力完成……汇聚成火箭出征的磅礴力量。

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问及陈建华,点火倒计时的时候还紧张吗?他笑着反问:“为什么要紧张?我们已经把要担心的事情都提前做好了。发动机有成千上万个零件,核心件也有很多,交付之前已经进行了多次测试,为的就是把最佳的状态打包交出去。”

变化最小确保风险最低

龙年春节,坐标文昌航天发射场,那里依然热火朝天地忙碌着。大推力氢氧发动机正在进行密集性测试和调整,为确保产品的状态良好,试验队从设计要求、技术状态、设计特性、产品过程控制、产品验收,到测试方法和测试覆盖性、有效性等全方位对产品进行了充分的分析评估和检查确认。

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“‘天上一分钟、地上十年功’,从元旦、春节再到五一假期,两型氢氧发动机试验队伍都奋战在一线,‘跨假期’上岗,队员们几乎没有休息,都是凭借着对航天事业的热爱,坚守过来的。”长征五号系列运载火箭副总设计师何昆说。

此次长征五号遥八火箭芯一级发动机采用了“变化最小,风险最低”的策略。早在长五遥六任务之前,研制队伍就对此次重大工程发射任务进行了策划,在前期任务中对技术状态变化进行充分的验证和考核,在质量上保证原材料关键特性等数据都在以往飞行成功数据的范围内。

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产品质量是设计出来、生产出来、管理出来的,每一个环节如同狭关要道,牵一发而动全身。时隔四年“胖五”与“嫦娥”再度携手奔月,对于六院研制队伍来说,每一个步骤都具有关键性作用,任何节点都不能出现问题,发射起飞只是万里长征第一步。

“太空运输队”持续接力

探寻方向的崎岖山路,是看见更美风景的前奏曲。作为此次任务的核心关键之一,首次月球背面采样返回是嫦娥六号任务中最引人注目的一个环节。不仅要带你领略月球背面的奇观,还要首次从月球背面带点“土特产”回来。

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这是一场跨越53天的“长征”,每一次飞行动作都需精确至毫厘,每一次操作都承载着亿万同胞的期待。难度之大,前所未有;风险之高,不言而喻。

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嫦娥六号作为迄今为止我国研制的最为复杂的航天器系统之一,六院研制的推进分系统为其提供了轨道器推进子系统、着陆器推进子系统和上升器推进子系统,他们由3台轨控发动机、74台姿控发动机以及贮箱、气瓶、阀门、线路盒、压力传感器等200余台配套单机组成。其中,1台7500N变推力发动机进行月面平稳软着陆,2台3000N发动机分别用于探测器近月制动“在轨刹车”和月面起飞,有了他们的帮助,嫦娥六号探测器就可以在太空中独自完成一系列“高难度动作”。

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嫦娥六号探测器系统副总师洪鑫告诉我们:“这77台大小不同、性能各异的发动机构建了一条太空‘物流’通道,把任务进行分解,每部分负责不同的功能,彼此接力后完成任务,他们是名副其实的‘太空运输队’。”

嫦娥六号作为探月四期的首发探测器,与此前相比,推进系统要求更轻的重量、更高的性能,同时,由于系统复杂,对推进分系统提出更高的可靠性要求。月面工作期间,发动机产品要耐受120度左右的高温,这可是在以往的推进系统产品中是从未有过的环境,为此,研制团队针对嫦娥六号推进分系统开展技术提升,对发动机电磁阀和推力室的对接结构进行更改,提高发动机耐高温能力,面对研制过程中的重重难题,研制团队咬牙“死磕”,扎根在试验室、试车台和会议室,不解决问题绝不松口,再一次用成功证明了产品的稳定性、可靠性、适应性。

在古人眼里,遥远的月球既美丽,又神秘,可望而不可及,所以“嫦娥奔月”的神话故事既浪漫又大胆。同样浪漫而大胆的中国探月计划,正在一步步将神话变成了现实。2004年1月23日,中国探月工程正式立项,拉开了中国人探月的序幕。今年,“嫦娥工程”迎来20周年,曾经“人攀明月不可得”,如今“踏月凌天探星河”。回首来路,六院人始终高擎梦想与探索的旗帜,不断凝聚协同攻坚的创新力量,一场场拼搏会战,一次次闯关夺隘,在不断接力中实现一个个探月高难动作,在38万公里外的那一轮明月上一次次留下了中国印记。

今夜,当我们再次仰望星空,嫦娥六号探测器已一路高歌奔向月球,让我们期待她更精彩的旅程!

编辑:刘思雨

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