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      新聞中心

      不負六院眾望 渦輪泵聯動試驗取得成功

      時間:2016年08月12日 作者:中成泵業 點擊:
            8月1日,由中國航天科技六院負責研制的重型運載火箭500噸級液氧煤油發動機首次燃氣發生器-渦輪泵聯動試驗取得成功。作為我國正在研制的最大推力火箭發動機,這對支撐后續空間站建設、載人登月及深空探測具有重要意義。

          六院科研工作人員監測試車狀態  
        我院院長譚永華、科技委主任張貴田、副院長欒希亭、總工程師胡旭東等陪同上級領導專家現場指導試車。

        
        試車前,我院11所、7103廠、165所及院有關部門通過對試車方案、聯試產品狀態質量、試車臺改造調試、聯試風險分析和充分的緊急預案確認復查,做了大量工作,付出大量心血,確保試車取得預期目標。

        
        2011年,航天科技六院申請重型運載火箭發動機立項,7103廠34車間木模工王海帶著徒弟們大干了6個月,趕制出了1:1比例的木模樣機。專家組到現場考察時,都為之贊嘆?,F在,這個高達5m的樣機還展示在裝配車間廠房。

        
        2016年10月之前,完成單體推進器組合點火(協調性)試驗。500噸級液氧煤油發動機今年有望實現技術突破。
        
        這個協調性實驗是指500噸級的液氧煤油發動機的組合點火實驗。目前,他們研制的500噸級的液氧煤油發動機已經完成了理論模擬設計實驗和單個推進器在不點火情況下的流體和性能實驗,數據和結果非常理想。他們正在為即將進行的500噸級的液氧煤油發動機單體推進器組合點火實驗做最后的沖刺準備,如果實驗成功,將大大加速我國從輕型中型運載火箭的國家進入擁有重型運載火箭的國家。
          11所十八室低溫發動機渦輪泵班組
          發動機是火箭的心臟,而渦輪泵則是發動機的心臟。承擔著我國新一代運載火箭兩型發動機渦輪泵研制的就是航天科技集團六院11所十八室低溫發動機渦輪泵班組。
        
        這是一個14人的設計班組,平均為年齡34歲,但就是他們,卻承擔著以我國新一代長征五號、長征六號、長征七號三型火箭用120噸和18噸補燃循環液氧煤油發動機為代表的9種渦輪泵組件研制,承擔著以重型液氧煤油發動機、低成本可重復使用液氧甲烷發動機等為代表的多個型號預先研究任務。此外,這個班組還承擔了多項重點課題和多項重大基礎研究項目。研究成果榮獲集團公司科技進步一等獎、六院科學技術成果二等獎。新型管式擴壓器技術申報國家發明專利,并填補了國內空白。
        
        深挖理論夯基礎闊斧創新見倪端
        
        針對渦輪泵專業發展中的重點、難點、熱點問題,班組在做好工程研制工作之余,力求在基礎研究領域中有所突破。泵用高效率、低振動新型擴壓器關鍵技術,填補了國內空白。在某計劃支持下,通過開展富氧條件下金屬著火試驗研究,掌握了16種發動機用新材料的著火特性和燃燒產物特征,初步探索了著火機理。在國內率先開展了渦輪低周疲勞壽命研究工作,掌握了多物理場耦合研究方法。
        
        班組建設多舉措精細管理筑和諧
        
        低溫發動機渦輪泵組堅持以優質、高效、安全完成各項任務為目標,注重制度建設及規范化管理,針對低溫渦輪泵型號預研設計、產品技術處理、地面試驗、發動機試車、外協產品研制、高校技術合作、國際交流協助七方面復雜多樣的任務特點,制定了高效的管理制度,固化了具體的工作流程,實現了設計的本質安全,開辟了傳承的技術通道,構建了廣闊的交流平臺。
        
        班組以理論指導設計、設計牽引產品、產品反饋理論的閉環思路,針對低溫渦輪泵組七方面的業務,固化了工作流程,針對性地出具了相關細則。針對班組人員工廠配合任務多,保質量壓力大的特點,為避免質量問題、提高工作效率,班組要求各產品負責人根據自身多年配合經驗,梳理裝配過程中必須注意的重要環節或細微之處,共同編寫了渦輪泵裝配驗收要點用于指導配合工作。為了嚴控外協產品質量狀態,編寫了4個數據包管理制度;針對外部單位合作,制定了高校合作技術協議簽訂框架,國際交流中保密安全原則。
        
        針對渦輪泵產品多樣性,更新完善了渦輪泵裝配、分解卷宗,以表格形式對過程狀態進行了細致檢查;建立了故障啟示錄、故障案例、對渦輪泵產品故障進行總結分析。建立渦輪泵知識管理平臺,對渦輪泵研制經驗進行記錄和總結,使得技術得以有效傳承和積累。
        
        為了開拓研究視野、爭創國際一流,班組積極構建廣闊的交流平臺,發揮專業與語言的共同優勢,與多方外國機構專家形成長期友好的技術交流和合作關系,對渦輪泵技術發展,產品研制創新,起到了不可估量的巨大作用,尤其在重型發動機渦輪泵研制中,溝通交流的時間占據了30%,大大提升了方案的先進性,使得我們的渦輪泵技術在多方面達到世界領先。
        
        班組始終堅持“科學培養人才,提升團隊素質”的人才培養理念,并提出了“人人都有閃光點,人人都要有作為”的口號,將人才的培養作為班組工作重要內容,通過形式廣泛、層次多樣、務實創新的方式來促進班組人員快速成長。在新人培養方面細化管理,建立培養書目和量化考核要求,工作中堅持以老帶新、技術幫扶,敢于給新員工安排研制任務,關注工作進展,予以幫助和指導,并及時糾正工作中存在的問題,使新人在項目中成長,構建人才成長良性機制。同時班組以預先研究460噸發動機渦輪泵關鍵技術攻關為背景型號,順利完成六院第二批航天人才科學作風培養課題。通過開展作風問題診斷,關鍵事件剖析,總結提煉出了班組作風培養方法,形成了課題組特有的《科學作風標準和科研行為規范》。
        
        低溫渦輪泵組劍指蒼穹、志在超越,瞄準世界先進液氧煤油發動機;眾志成城、攻堅克難,打造出綠色發動機制勝“心臟”,助力長征六號首飛成功;班組將一如既往、全力以赴,為長征五號、長征七號、重型運載提供強勁動力,引領我國液體動力邁進國際前沿。

        
        3月17日,航天科技六院承辦中國工程院機械與運載工程學部2016年第一次常委擴大會議,前來參加會議的尹澤勇、張彥仲、金東寒、鐘志華等11位院士在我院聽取了院長譚永華作的題為“航天液體動力技術發展”專題匯報,集團公司科技委副主任于登云,院科技委主任張貴田院士、副院長欒希亭參加了參觀交流活動。

        
        譚永華在專題匯報中介紹了我國航天動力發展情況、發展的思考與分析、未來展望等五個方面內容。院領導譚永華、張貴田、欒希亭與眾院士進行了現場交流。與會院士表示,支持六院研制更大推力、更新技術的火箭發動機,希望六院保持動力技術領先水平,保障航天事業發展,在高端裝備能力建設上多溝通交流,按照國家科學發展部署,積極研制新的空間推進技術,進一步推動航天液體動力事業發展,支撐航天強國建設。
        
        近日,11所重型運載液氧煤油發動機氧泵水力試驗取得成功。自此重型運載液氧煤油發動機氧泵、燃料泵和氧預壓泵組件均通過了水力試驗的考核。

        
        2016年2月20日,國務院國資委主任肖亞慶視察六院。六院重型運載火箭發動機預研工作已經突破多項關鍵核心技術,搶先生產出多個重要零部組件。表示要保持良好勢頭,積極利用國內現有最新、最好的技術條件,爭取更大突破,獲得國家更大支持。

        
        2016年1月20日,雷凡培到航天科技六院調研:“18噸液氧煤油發動機二次啟動得試多少次?”“常規發動機振動問題通過哪些渠道解決?跟總體溝通過嗎?”“重型液氧煤油發動機關鍵技術攻關還有哪些困難?”在11所,雷凡培一行聽取了該所重型發動機等預研型號研制和信息化平臺建設等方面情況匯報,并深入該所國防科技重點實驗室,詳細了解創新項目開展、實驗水平、能力建設等情況,并觀摩指導了某型號研究試驗。

        
        航天科技六院十三五規劃:拓展新領域,加強組合動力研究。要對照國際一流的動力公司,分析找差距,加快重型火箭發動機的關鍵技術攻關,滿足國家經濟、軍事各方面的需求,在“十三五”期間取得關鍵技術的突破。
        
        航天科技六院11所大功率高速渦輪驅動裝置投入運行
        

        近日,由中國航天科技集團公司六院11所研制的大功率高速渦輪驅動裝置,成功完成了重型發動機軸承低溫運轉試驗。
        
        試驗中,大功率高速渦輪驅動裝置運行平穩、渦輪性能高,標志著該裝置成功投入運行。
        
        采用全三維數字化設計的該裝置具有功率大、轉速高、大流量、高壓比、可低溫環境工作等技術特點,這也是攻關的技術難點。該所利用大功率高效渦輪技術、高速軸承技術、高效密封技術、轉子動力學技術和三維仿真技術成功攻克了多個技術難題。
        
        與電機驅動的裝置相比,以渦輪驅動的該裝置在高轉速、大功率、低溫等方面具有明顯的優勢;同時,試驗系統簡單、成本低、轉速調節方便、可靠性和安全性高,可在地面設備等多領域獲得新的拓展應用。
        
        后續,該裝置將在需要大功率、高速驅動的地面試驗中獲得新的拓展應用。(成楠任眾)
        
        重型發動機機電伺服系統原理樣機成功進行桌面聯試
        

        近日,重型發動機起動關機與工況調節機電伺服系統原理樣機在我所六室成功進行桌面聯試。由我所自主研制的伺服控制器與西安微電機研究所承制的伺服電機在空載條件下進行了匹配測試。
        
        采用機電伺服驅動控制調節元件實現發動機起動關機與工況調節是重型發動機的重要技術創新點,可實現發動機閉環控制,建立發動機—火箭控制/反饋聯系,提升發動機及火箭控制水平;并大幅簡化發動機氣液系統,提高發動機使用維護性與可靠性。本次試驗結合重型發動機控制需求,測試了不同頻率、不同波形轉速指令下伺服系統閉環運行特性,初步檢驗了伺服系統匹配性及調速性能、穩動態性能等閉環控制性能。
        
        本次伺服系統桌面聯試為后續伺服系統負載模擬試驗及調節元件液流試驗等奠定了堅實基礎,標志著重型發動機機電伺服控制技術攻關轉入帶載試驗階段。
        
        重型發動機低溫運轉試驗臺成功投入使用
        
        近日,在清水頭試驗區我所完成了多套重型發動機軸承及端面密封低溫運轉試驗,圓滿完成了任務書提出的產品考核要求,為重型發動機用軸承及端面密封后續研制奠定了堅實的基礎。
        
        原有低溫試驗臺無法滿足低溫重型軸承及端面密封大流量、高功率、高工況的試驗要求,需在原有低溫試驗臺基礎上進行大量的土建和技術改造工作。為保證重型液氧煤油發動機研制進度,在一個多月的時間里,九室各專業組主崗放棄節假日休息時間,加班加點,刻苦攻關,克服低溫重型試驗臺建設技術要求高、節點緊張等諸多困難,高質量完成了低溫重型試驗臺的建設及調試工作,并按所內節點要求按時完成了重型軸承考臺件及正式產品的低溫運轉試驗。
        
        該型號低溫軸承及端面密封運轉試驗的順利進行,標志著重型發動機低溫運轉試驗臺成功投入使用。試驗系統方案論證、設計、出圖、設備采購、生產加工、安裝調試及正式試驗,得到了各部門的鼎力支持。
        
        發動機三維數字化協同研制打通設計到工藝和制造的數據流
        
        日前,由中國航天科技集團公司六院11所設計的重型發動機聯試裝置三維標注模型全部下廠生產,標志著發動機設計從二維圖紙的研制模式向三維數字樣機研制模式的轉變。該所通過發動機三維數字化協同研制,實現了三維數字樣機的設計工藝協同,使工藝提前介入設計過程,并面向制造過程進行全三維標注,實現設計零部件模型全三維直接下廠。
        
        近年來,11所大力推進系統動態仿真技術、設計仿真一體化集成設計和知識工程技術,形成了體系完整、覆蓋發動機總體到組合件的創新研發體系和快速設計、多學科優化能力。通過構建數字化發動機協同設計環境,打通設計到工藝和制造的數據流,減少設計反復,提升關鍵技術攻關能力,加快了發動機研制進度,至此,11所發動機研制工作實現了由“任務型”向“能力型”的轉變,信息系統不僅支持優質、快速地完成科研生產任務,同時支持知識經驗的不斷豐富和傳承、基礎科研的不斷深入與核心研發能力的創新。后續將實現結構設計協同、設計仿真協同、設計制造協同、設計試驗協同、管理與工程協同等五方面協同。
        
        據悉,該所還針對發動機研制模式進行探索和創新,建立了動態研制團隊組織模式,依據任務要求適時成立由各類人員組成的IPT工作組,為任務實施、問題決策、制度制定、計劃監控、技術攻關提供了組織保障,實現了垂直職能型組織結構向矩陣項目型組織結構的創新轉變。同時,提出了成熟度管理的IPT準入準出規則及IPT工作程序模型,提高協同設計的并行度,形成了工藝、工裝、制造、材料等人員提前參與發動機設計協同工作的創新轉變。突破了數字化產品并行定義技術,通過骨架模型和自上向下的設計方法,實現了發動機主要組件三維模型全三維標注和下廠,設計意圖由紙質文檔和圖紙的傳遞方式向系統的三維可視化傳遞方式的創新轉變。
        
        460噸液氧煤油發動機閥門首輪復核復算工作圓滿完成
        
        為確保460噸重型液氧煤油發動機閥門設計狀態正確,閥門研究室開展了首輪復核復算工作。4月29日上午,質標處組織召開復核復算末次工作會,專家組成員、相關單位領導參加了會議。
        
        首輪復核復算包括流量調節器、發生器燃料閥、燃氣單向閥三種產品。與以往二維設計不同,重型發動機設計采用全三維設計及標注,無紙質文件。針對這一情況,閥門研究室高度重視本次復核復算工作,前期針對復核項目、資料提供及審核方式等,與復核復算專家充分溝通,期間主管設計密切配合。末次會上,專家對三種閥門的設計方案正確性及結構合理性給予充分肯定,并對系統設計要求、設計計算、結構設計及技術條件等提出了修改完善意見和補充工作項目。

        
        本次復核復算工作對提高重型發動機產品設計質量有重要意義,后續閥門研究室將對專家提出的意見和建議認真研究落實。會上同時啟動了第二輪多種閥門的復核復算工作,確保研制工作順利進行。

        
        發動機系統簡圖,主要組件包括推力室、燃氣發生器、渦輪泵、氧化劑預壓渦輪泵、燃料預壓渦輪泵、流量調節器、燃料節流閥、液氧主閥、推力室燃料主閥、發生器燃料閥、泵后燃氣搖擺裝置、點火導管、起動箱等。
        
        原標題:六院研制的重型運載液氧煤油發動機首次渦輪泵聯試取得圓滿成功

      (來源:中國航天科技集團六院)