中新網(wǎng)10月16日電 題:整流罩“減肥瘦身”-火箭杜絕“頭重腳輕”
——中國神舟神箭研制的12大攻關(guān)奇跡之二
作者:馮春萍
長(cháng)征二號F整流罩是一種全新的金屬皮加半硬殼式結構,與以往發(fā)射衛星的整流罩不同,正常飛行時(shí)主要保護飛船在大氣層飛行時(shí)不遭受氣動(dòng)開(kāi)荷和氣動(dòng)加熱的作用,而一旦火箭出現異常時(shí)(39公里以下),上半部整流罩又要充當逃逸系統的承載結構件,它的雙重功能使得其設計難度相當大,與其相關(guān)聯(lián)的許多部件的設計和加工都成為關(guān)鍵技術(shù)。長(cháng)征二號F火箭上的整流罩,并不是人們過(guò)去印象里的外殼,而是由主結構及為逃逸使用的上下支撐機構,柵格翼及其釋放機構、滅火裝置等組成,用以保證分離的高可靠及滿(mǎn)足逃逸時(shí)承受載大載荷的需要。
為了加大長(cháng)征二號F火箭可靠性、安全性系數,火箭的整流罩比傳統火箭整流罩的要求更為苛刻,試驗和生產(chǎn)的工作量,比過(guò)去增加了2倍。但是畢竟缺乏經(jīng)驗,整流罩的研制生產(chǎn)過(guò)程充滿(mǎn)懸念。年輕的火箭主任設計師張智曾說(shuō),在逃逸飛行器結構研制過(guò)程中,最令人難忘的就是整流罩嚴重“超重事件”。
1996年年中,第一個(gè)整流罩生產(chǎn)出來(lái)后,研制人員發(fā)現它的“身體”“超重”了900多公斤,一旦遇到緊急情況需要逃逸時(shí),它可就想逃也逃不動(dòng)了,因此非減重不可。這時(shí),如重新設計,則從零部件生產(chǎn)、材料供應到工裝的更改都需要時(shí)間。而按照排定好的研制計劃,時(shí)間已不允許后拖。怎么辦?
整流罩的結構形式十分復雜,完全沒(méi)有繼承性,也沒(méi)有資料可供參考,因此難以借鑒與比較。在長(cháng)二F火箭第一任總設計師王德臣、副總設計師張慶偉等的率領(lǐng)下,火箭設計部門(mén)集思廣益,決定采用兩種對策,一是深入查找“超重”原因,通過(guò)設計進(jìn)行減重。為此,他們對整流罩全身一步一步地“搜索”,檢查是哪個(gè)環(huán)節在不自覺(jué)地“增重”,然后由總體提出條件,相關(guān)部室進(jìn)行重新計算,以滿(mǎn)足逃逸指標;二是加強對整流罩強度的試驗,通過(guò)結構進(jìn)行減重。
結構減重的惟一依據只能是建立在對結構進(jìn)行準確和詳細的強度分析的基礎上,火箭總體設計部主任設計師張智等一批年輕人為此連續兩個(gè)月日夜工作,拿出了強度計算結果。數據顯示,整流罩的強度余量還很大,整流罩的蒙皮完全可以減去一定的厚度。雙管齊下,減重見(jiàn)了成效,400多公斤下去了,剩下的“分量”由火箭上的發(fā)動(dòng)機來(lái)“消耗”,最終達到“減肥”標準。
看似簡(jiǎn)單的一個(gè)殼體,其實(shí)卻比飛機艙體結構還復雜。對于承擔整流罩生產(chǎn)任務(wù)的火箭總裝廠(chǎng)來(lái)說(shuō),這還是第一次。整流罩上不少部位的工藝狀態(tài)都不穩定,結構復雜,精度要求還極高,但在設計與工藝人員的密切配合下,道道難關(guān)都闖了過(guò)來(lái),比如解鎖機構,其設計及加工工藝的突破,彌補了我國在這一領(lǐng)域的技術(shù)空白。(中國航天報記者 馮春萍)