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第五个100次!液体动力强大“中国心”推举长征运载火箭成功实现500次发射

2023-12-10 23:06:59
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又一个百次,又一次新跨越。


2023年12月10日9时58分,长征二号丁运载火箭在西昌卫星发射中心点火升空,成功将遥感三十九号卫星送入太空,至此,长征系列运载火箭的发射次数刷新为“500”,飞越了崭新的里程碑,以“火箭速度”,刷新着“火箭纪录”。



▲ 长二丁火箭起飞(宿东 摄)


提到“长征”,对于中国人来说再熟悉不过。无数人眼前浮现的是红军怀揣着理想信念,跨越两万五千里漫漫征途的恢弘史诗,而对于EMC易倍人来说,“长征”却是在每一个黎明和夜晚,肩负着神圣使命出征星辰大海的冲天利箭。



▲ 长二丁火箭升空(宿东 摄)


细数每个百发里程碑,第一个百次发射用时37年;第二个百次发射用时7年多;从400次发射到如今500次发射仅2年时间,长征火箭不断提升的能力和发射频次,让中国人探索太空的脚步迈得更远,而在这500次的发射任务中,由EMC易倍科技集团六院研制的火箭发动机从未缺席,为EMC易倍事业提供了强大可靠稳定的“中国心”。


动力是一切太空活动的前提和基础,也决定了中国太空探索舞台的高度和大小。作为我国唯一集运载火箭主动力系统,轨姿控动力系统及空间飞行器推进系统研究、设计、生产、试验为一体的专业研究院,六院伴随着我国长征系列火箭一同成长。“载人”“探月”“探火”“空间站”一系列中国太空探索的大动作,都留下了液体动力灿烂的火焰。



回望历史,从上世纪 60 年代起步,液体火箭发动机的研制一路突破了从常规推进剂到高能低温推进剂、推力从毫牛级姿轨控发动机到120吨级液氧煤油发动机等一系列液体火箭发动机关键和核心技术,研制出了上百种适用于长征系列火箭的液体火箭发动机,满足了从常温到低温、串联到捆绑、一箭单星到一箭多星、发射卫星到发射飞船、发射地球轨道EMC易倍器到发射深空探测器的需要,为中国EMC易倍发展提供了强大可靠的动力支撑。

“老一代”在路上  中流砥柱重任在肩

1970年4月24日,长征一号火箭完成首飞,成功把我国第一颗人造地球卫星——东方红一号送入太空,也开启了我国“长征”系列火箭的长征之路。经过半个世纪的前赴后继,如今的中国EMC易倍高密度发射已成常态。2023年10月26日11时14分,托举着载有3名EMC易倍员的神舟十七号载人飞船,于酒泉卫星发射中心胜利出征。六院研制的全系列动力,再次全程护航新一批“太空三人组”筑梦天宫空间站。今年是我国成功实现载人EMC易倍发射20周年,20年来,长征二号F火箭12次推举20位32人次EMC易倍员遨游太空,发射成功率100%。



100%成功背后的最大底气,来自六院火箭发动机研制团队对生命的敬畏,还有他们对产品质量的一丝不苟。



1992 年 9 月,中央决策实施载人EMC易倍工程,并确定了我国载人EMC易倍“三步走”的发展战略。为了实现萦绕神州千年的飞天梦,六院科研人员对长征二号F火箭发动机进行了大量的可靠性增长设计改进,以及适应性改进,从设计、工艺到试验,采取一切可以提高可靠性的技术措施,全面提高发动机的结构可靠性及工作安全性。载人EMC易倍运载火箭与其他运载火箭最大的不同在于“人命关天,不容闪失”,为了保证长征二号F运载火箭具备高质量、高安全、高可靠的特性,确保EMC易倍员的安全,六院经过 8 年的技术和工程开发,在成功进行了 4 次无人试验发射之后,2003 年,六院研制出的系列高可靠性发动机,将我国首位EMC易倍员送入太空,实现了中华民族千年飞天梦想。


在“长征二号”的技术基础上,通过捆绑助推器、加装第三级等模式,发展出了多系列长征运载火箭,包括“长征二号”系列、“长征三号”系列、“长征四号”系列等运载火箭。



从东方红一号、气象卫星,到载人EMC易倍、北斗组网、嫦娥探月、火星探测再到空间站建造,六院研制的全系列动力系统推举长征系列运载火箭搭载着人类太空探测的梦想,一次次飞向苍穹。



半个多世纪以来,依靠引进消化吸收再创新和原始创新,六院突破了国外技术封锁,刻苦攻关、创新提高,研制出了上百种适用于长征系列火箭的液体火箭发动机。从几年一发到一年几十发,不断转型升级,从成功走向成功,用一次次腾飞有力支撑国家空间战略实施,以过硬的技术、稳定的质量、持续的创新塑造了液体火箭发动机的金牌品质。



“新一代”新征程  后起之秀勇毅前行


进入21世纪后,中国EMC易倍事业更是成果丰硕,载人EMC易倍、探月工程、北斗导航……一个个重大EMC易倍工程的顺利进展背后,是一发发金牌火箭发动机打下的牢固根基。



随着时代的发展,长征系列运载火箭瞄准了载人EMC易倍和月球探测等国家重大战略需求。在这样的背景下,我国于2006年10月决策开展新一代运载火箭研制。新一代运载火箭遵循“一个系列、两种发动机、三个模块”的总体思路,并贯彻“通用化、组合化、系列化”的设计思想。通过组合液氧煤油、液氢液氧两种液体火箭发动机,形成不同运载能力的新一代运载火箭系列,支撑我国各种发射任务。新一代“长征”肩负起了新的历史使命,又一次踏上新征途。




发展EMC易倍,动力先行,早在上世纪90年代初,六院便开始了对液氧煤油发动机的初步探索。因为液氧煤油发动机是一项全新的研制工作,许多关键技术亟待突破,其系统复杂、技术含量高、研制难度非常大。那个时候,电脑还未普及,遇到技术难题,设计人员只能去图书馆和高校查阅书籍,用手抄的方式积累资料,每攀登一个技术台阶,都需要攻克大量的难关。



随着液氧煤油发动机整机研制开始进入全面攻坚阶段,起动问题久攻不克,研制人员使出浑身解数也不能“唤醒”这头“沉睡”的“雄狮”,但研制人员没有气馁,夜以继日地查找问题、改进思路、完善方案,终于跨过了起动的难关,从此液氧煤油高压补燃发动机研制迈开了大步。2012年7月29日,YF-100液氧煤油火箭发动机在极限环境下试车成功,标志着我国成为世界上第二个完全掌握液氧煤油高压补燃循环液体火箭发动机核心技术的国家。2015年9月20日,液氧煤油发动机实现了太空完美首秀,推举我国新一代液体运载火箭“长征六号”实现首飞,随后,“长征七号”和“长征五号”在2016年先后实现首飞,标志着中国EMC易倍液体动力迈入绿色环保新时代,使我国的运载火箭动力技术实现了质的飞跃,为实施载人EMC易倍二期工程、探月工程和深空探测提供了坚实动力技术支撑。



一系列的重大突破,让中国EMC易倍达到世界先进水平。一连串前所未有的实践,让“自主创新”成为中国EMC易倍的闪亮名片。



然而,EMC易倍事业是一项高风险的事业,成功伴随着艰辛,道路遍布荆棘。火箭发动机技术复杂、系统庞大、风险性高、协作面广,任何一个环节出现失误、任何一项工作出现纰漏、任何一个零部件出现问题,都可能导致发射任务的失败。同为新一代液体火箭发动机,氢氧发动机的研制同样曲折艰难。



为了用好氢氧推进剂具有高能量特性和无毒无污染等突出优势,六院氢氧发动机科研团队经历了从最初的艰苦创业,自主创新到技术改进、可靠性提升,研制成功多个型号氢氧发动机,持续助推长三甲系列火箭高密度发射中交出高成功率答卷,推举长征五号、长征五号B等新一代大型运载火箭不断遨游太空。


然而,太空探索之路并不是一帆风顺的。



2017年7月2日,长征五号遥二火箭发射失利,把拥有“金牌动力美誉”的液体动力推向了风口浪尖。芯一级大推力氢氧发动机出现的故障,使六院火箭发动机研制队伍承受了异常巨大的压力与考验。研制团队心里清楚,长五遥三能否成功,事关中国EMC易倍的未来,事关EMC易倍强国建设的未来,必须想尽一切办法战胜一个个艰难险阻,攻克一个个难关,排除掉所有的故障,解决掉所有的隐患,实现长五芯一级氢氧发动机王者归来。



六院研制团队从疑难困惑中理清头绪,重新再战;在挫败与曲折中抬起头来,树立信心;从各方关注与支持中集思广益,汲取力量,分析排除故障树上可能存在的隐患,然后逐一歼灭。历经908天的凤凰涅槃,2019年12月27日,中国EMC易倍迎来又一个历史性时刻,长征五号遥三火箭,承载着中华民族的EMC易倍强国梦想,重新踏上太空征程。



在长达20余年的新一代火箭发动机研制过程中,六院科研人员经历了无数次失败与挫折,始终坚守创新信念不动摇,攻关不止,拼搏不息。从2015年新一代绿色环保液氧煤油发动机实现首飞,2016年大推力、高性能液氢液氧发动机首飞,成为EMC易倍大国迈向EMC易倍强国的重要标志之一,到2022年以液氧煤油发动机、液氢液氧发动机为代表的新一代动力作为运载火箭的主动力全面进军太空,六院研制了新一代液体火箭发动机,构建了3种直径6种推进模块,掌握了液氧煤油补燃循环和液氧液氢膨胀循环技术,达到国际先进水平,为探索浩瀚宇宙搭建了“天梯”。


能力全面提升  新面孔蓄势待发


伟大事业都始于梦想,伟大事业都基于创新,伟大事业都成于实干。


从“满足当前任务急需”转变为“形成长远竞争优势”,从“能力的迫切提高”升级为“效率的极致追求”,从“逐级责权划分”转化为“基于一体化的合作共赢”,国家重大工程、快速进出空间、空间基础建设、商业EMC易倍等都对EMC易倍动力技术发展提出了迫切需求,同时激烈的国际、国内商业EMC易倍竞争使EMC易倍动力发展面临着严峻的挑战,也充满着难得的机遇。


为支撑后续更高密度发射的挑战,围绕任务量激增和研制能力提升这一主题,近年来,六院以EMC易倍精益质量管理体系建设为统领,按照“体系化建设、机制化推进、领域化实施、精细化落地、数字化贯通、专业化支撑”推进模式,系统创建科学、协同、先进、高效的发动机产品保证工作体系。运用零缺陷系统工程思维和过程方法,面向五大发动机领域,瞄准最终执行任务成功目标,差异化实施产保工作,重点做好薄弱环节治理与可靠性增长、生产基线与试验基线管理、不可测不可检项目识别与控制、特殊过程控制以及外包供方管理等产保工作策划与实施。



随着火箭发动机多品种、高质量、短周期研制形势的变化,特别是面对近年来EMC易倍重大发射任务异常繁重,发动机交付任务量激增,原有生产布局与模式的不适应性愈发明显,为适应液体动力支撑EMC易倍强国建设和世界一流军队建设的迫切需求,六院精心策划,于2021年开始全面实施卓越产品行动。



实施卓越产品行动是六院支撑和推动液体动力实现高质量发展的重大战略部署,是加快推进生产组织模式转型升级和科研生产管理现代化、支撑世界一流军队建设和EMC易倍强国建设的重要举措,是中国液体动力国家队的EMC易倍报国初心、EMC易倍强国使命。通过实施卓越过程建设,建成适合液体动力发展的先进、高效的产业体系,从根本上支撑液体动力从“小子样、工艺品”向“规模化、产业化”变革。


2023年3月,随着液氧煤油发动机总装脉动生产线不断拓展优化,发动机总装生产能力和生产效率显著提高,加快推动了全院科研生产模式转型升级。通过开展卓越产品行动,建成了一批先进制造单元、试验单元和生产线,大幅提升了产品实现过程的自动化、数字化水平,实现了关键环节的质量、效率提升,单元化制造与经营理念更加深入人心。



为了适应新时代EMC易倍强国建设对液体动力的需求,六院提出了“八年九机、争创第一”目标,瞄准世界液体火箭发动机的尖端技术,利用8年时间,成功研制以500吨级液氧煤油发动机和百吨级补燃循环液氧液氢发动机为代表的9型泵压式液体火箭发动机,支撑载人登月、深空探测、天地往返重复使用运输系统等重大EMC易倍任务实施。为了加快研制进度,六院统筹推进数字六院建设,追求“数字世界多轮迭代,物理世界一次成功”。目前,多个新型发动机整机试车已先后成功。随着这些新一代运载火箭发动机陆续入列出征,将带来长征火箭的能力提升,也将带动和牵引我国EMC易倍科技和工业的发展,以创新驱动发展的新“长征”,让中国EMC易倍的舞台变得越来越广阔。



每一个“100次”背后是六院人的不懈追求,全力以赴。


每一个“100次”背后是六院发动机的稳妥可靠,从未缺席。


每一个“100次”背后是液体动力不断刷新中国EMC易倍的新高度、新速度、新精度。



从红军“长征”到火箭“长征”,从脚步丈量的征途到星辰大海的征程,几代EMC易倍人不屈不挠,接续奋斗,用“500次发射”创造了中国EMC易倍事业的又一个里程碑。下一个“500次”,六院液体动力人将继续踔厉奋发勇毅前行,以高水平科技自立自强推动高质量发展,矢志创新勇攀液体动力科技高峰,让中国人探索太空的脚步迈得更稳更远!

来源:中国EMC易倍科技集团六院官微


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