航天科技六院7103廠改進型7500牛發動機助力“天問一號”落火
軍工資源網 2021年05月28日5月15日,天問一號探測器緩緩降落在火星烏托邦平原,實現了中國首次地外行星著陸,本次任務的“功臣”之一就是航天科技集團六院7103廠提供的改進型7500牛發動機。
從“嫦娥三號”到“嫦娥五號”,7500牛變推力發動機對探測器的成功落月發揮了決定性的作用,被稱為“落月神器”。火星距離地球更遠,太空環境更加復雜,這也就要求發動機必須在保證性能、推力不變的情況下更精巧、更緊湊。
7500牛變推力發動機為著陸巡視器動力減速、懸停避障和緩速下降等軟著陸任務提供軌控推力,要讓“天問一號”在火星進入、下降、著陸落得穩、落得準,7500牛發動機發揮了舉足輕重的作用。
“改進型7500牛變推力發動機與以往7500牛發動機的性能和推力一樣,但重量和體積只有以前發動機的1/3,結構也更加優化、緊湊。”7103廠工藝處副處長張鵬說。
改進型發動機部件還首次采用3D打印技術,一次打印成形,保證了發動機與總體對接的質量穩定性。
彈簧是改進型7500牛發動機的關鍵零件之一,是變推力發動機推力調節過程中的重要元件,是一種用于高精密大剛度、小變形的特形彈簧,對發動機的變推力控制起到關鍵作用。
“剛開始,我們想盡各種辦法,不斷嘗試和調節彈簧的剛度和穩定性,可是做出的彈簧在高頻次壓縮情況下的使用壽命不能滿足發動機需要,這就好像進了迷宮,找不到出口……”25車間工藝員仵亮說。
為解決這一難題,該廠組成攻堅克難團隊,通過仿真分析、試驗驗證等手段,對彈簧結構進行優化,對彈簧加工方法進行改進,采用多種工藝手段,提升彈簧壽命,滿足了后續試車和飛行需求。
改進中還出現另外一個難題,就是發動機中心組件零件材料耐高溫、高精度與零件加工、裝配的穩定性、一致性問題。為了尋求答案,團隊成員經常忙得顧不上吃飯,為了節省時間,就經常拿餅干、方便面等速食充饑,晚上經常工作到深夜才回家。
“那時候我們反復摸索,發現中心組件中零件的高精度及形位公差還有所欠缺,可是怎樣才能保證其高精度和高穩定性,我們只能不斷嘗試、不斷地微調……”25車間張勇峰說。
距離發動機交付的日子越來越近,團隊成員的壓力倍增。為保證發動機裝配一致性和零件高精度,團隊通過工藝、操作協同配合,對零件進行微米級調整加工,直到保證中心組件的高精度尺寸及形位公差要求和裝配一致。
“回想起那段日子,雖然忙卻很充實,而且家人很理解我,也很支持我,我要做的就是干好本職工作,為發動機保駕護航,經營好小家,無愧于‘大家’。”25車間彭佳佳感慨。
“發動機按期交付,團隊每個人都值得點贊。不得不說,這次我們真的打了個漂亮的攻堅戰!”25車間郭研說。(張超)