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加强火箭质量,为嫦三发射扫清障碍

2013年12月05日00:00    来源:人民网-科技频道    手机看新闻

发射嫦娥三号的火箭,是长征三号乙增强型运载火箭。从2010年零部件生产,到2013年火箭总装完成,中国航天科技集团公的中国运载火箭技术研究院攻守结合,歼灭隐患,加强火箭质量可靠性,为嫦娥三号发射任务的圆满完成扫清障碍。

以守为攻 控制“癌细胞”

对于航天制造来说,多余物就如同产品中的癌细胞,如果不根除,它很有可能会慢慢扩散,甚至影响火箭的飞行,导致发射失败。1992年我国长征二号火箭发射失败,原因是程序配电器上一个仅为0.15毫克的铝质多余物导致电爆管爆炸,千里之堤毁于蚁穴。多余物的控制就像一个系统工程,研究院制造团队顽强地与这些癌细胞作战,为取得嫦娥三号的成功发射做好防守。

运载火箭卫星整流罩内装载着嫦娥三号,是与嫦娥三号接触最亲密的结构,护送卫星穿过大气层,然后解锁分离,完成使命。因此,整流罩的质量关系着卫星的“安危”。多余物就是头号杀手,为了更好地清理多余物,总装人员在整流罩的装配流程上进行了调整。以前装配过程中只分罩一次,进行多余物的处理,而这发火箭的整流罩要反复装卸四次,可谓是边装边拆。解锁分离装置是装配中的关键一步,组装成组件后操作人员就要开始拆卸组装好的分离装置。因为在装配过程中,要对零件进行钻孔和锪窝等工作,虽然过程中及时做了清理,但避免不了有少许细微的铝屑和铝沫残留。制造团队将装配好的组件拆掉,逐一检查,仔细清理再装上,继续进行下一步装配。接下来的流程大致类似,每完成一个阶段,都要如此执行。最后一次的分罩,整流罩的所有工序已完成,然后将其分解成初始的零件状态,做最后的多余物清理。清理的工作虽然够严谨够仔细,但是“癌细胞”的顽强仍然不容小觑,操作人员又在方法上采取了措施,就是对所有缝隙进行封堵,清理加封堵给整流罩上“双保险”。产品内部结构十分复杂,夹层和封闭空间较多,所以封堵的方法也是各式各样。缝隙大的涂硅橡胶,倒锥中间框缺口处用自制铜堵片铆接封堵,缝隙小的用锌黄底漆喷涂……前期清理仔细,后期封堵认真,根除多余物,提高产品可靠性。

主动进攻 提高可靠性

防守是最好的进攻,但胜利的取得却不能只是被动防守,研究院将先进制造技术推广应用于长征三号乙增强型运载火箭,赢得作战的主动权。

说起氢脆,相关专业人士也许并不陌生,甚至视其为极为敏感的词汇。氢脆是溶于钢中的氢,聚合为氢分子造成应力集中,超过钢的强度极限,在钢内部形成细小的裂纹,导致零件产生断裂等现象。在火箭表面处理领域,大家对“氢脆”更是谈其色变。电镀是表面处理最常用的一种手段,根据产品要求给零件表面镀一层保护层,防止产品发生锈蚀。当零件材料为高强钢时,电镀过程中零件与溶液发生化学反应,水分解产生氢,进而导致氢脆现象。用于火箭助推的捆绑机构零件属于关键件、重要件,火箭的四个助推器就是通过它牢牢地绑在箭体上,具有很高的强度要求,因此材料多为高强钢,电镀过程中的氢脆现象避之不及。

鉴于此,长三乙等系列火箭的捆绑机构开始采用化学镀镍的表面处理方法,相比传统电镀,这种方法不用通电,将零件放置在含有镍化合物的溶液内,通过加热的方法,使零件与溶液发生化学反应,完成表面镀镍。但这种工艺也只是降低氢脆,并没有根除。长征三号乙增强型火箭的捆绑机构,进行了达克罗表面处理技术的尝试。它是在零件表面上涂敷一层达克罗溶液,经烘烤一定的时间后再冷却,金属表面即被覆盖上一层很薄的银灰色的达克罗特种高防腐涂层,过程中不会分解出氢离子,可以彻底避免氢脆隐患。工艺人员开展了捆绑机构涂敷达克罗涂层的专项工艺试验 ,摸索涂层的厚度,加热的温度、时间等工艺参数及涂敷的最佳方式,开展相关检测试验,验证达克罗技术对产品装配及火箭飞行是否产生影响等。在检测涂层结合力方面,国内外都没有好的方法可以借鉴,工艺人员自创了划格方法,把检测区域分割成边长为1毫米的小方格,检测每一个小方格的结合力,经过这样的考验,达克罗涂层才能放心用到火箭上。

低温箱底应用爬坡悬空焊技术,减少焊接缺陷;两面机械铣去除同板差,提升火箭运载能力;冷氦增压采用压力讯号器控制电磁阀开闭的方式,提升冷氦增压系统稳定性等等,总装技术人员将这些先进技术和手段应用于这发箭体上,变守为攻,提升了火箭的质量可靠性。

固守,强攻,每次作战过程都充满了制造团队的汗水和智慧。无论是多余物控制还是工艺技术精细化,目标只有一个,质量可靠,任务圆满,而攻守结合所取得的一系列效果也早已为最后的胜利吹响了号角。(宁丽红) 

(责编:实习生王檬、马丽)

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