中新網(wǎng)10月16日電 題：“翩翩”柵格翼-逃逸時(shí)火箭的“穩定神”
——中國神舟神箭研制的12大攻關(guān)奇跡之三
作者：馮春萍
柵格翼是保證逃逸飛行器靜穩定性的特殊裝置，當逃逸飛行器在39公里高度以下的大氣層中出現應急情況啟動(dòng)逃逸系統時(shí)，為了保證逃逸飛行器的氣動(dòng)穩定性需要靠四塊展開(kāi)的柵格翼將逃逸飛行器氣動(dòng)質(zhì)心后移，以實(shí)現穩定飛行，因而柵格翼是決定逃逸成功方案的關(guān)鍵因素之一。
柵格翼是一個(gè)高效的氣動(dòng)部件，在研制逃逸飛行器之前，我國根本沒(méi)有針對柵格翼的研究，火箭總體部年輕的設計師們更是連見(jiàn)也沒(méi)見(jiàn)過(guò)。幸好有一本剛剛翻譯出來(lái)的專(zhuān)門(mén)介紹柵格翼的書(shū)，引領(lǐng)著(zhù)他們開(kāi)始了自己的研究。
柵格翼的作用，用火箭總設計師劉竹生的話(huà)解釋很容易懂，就是：“保證逃逸時(shí)火箭的穩定”。
柵格翼由若干相隔一定間距，且成直角交叉的翼片組成，翼片做得很薄，因而阻力很小。這些像紗窗一樣呈網(wǎng)格狀的東西，內里包含了很多的“學(xué)問(wèn)”。網(wǎng)格的寬度、高度，翼片的薄厚等等，都是做了大量試驗后才確定下來(lái)的。
柵格翼有了“模樣”后，對其進(jìn)行試驗的條件卻并不具備。最多的試驗是風(fēng)洞試驗，國內的風(fēng)洞達不到模擬要求，他們就嘗試用縮比試驗的辦法來(lái)解決，但是，縮小后的“紗窗”格距太小了，在風(fēng)洞里一“吹”，網(wǎng)格很容易堵塞，而得不到真實(shí)的數據。為此他們又減少柵格翼的片數和網(wǎng)格，增加厚度，以達到模擬的要求。1：1的試驗還得去國外做才行。
除了進(jìn)行常規的部件試驗外，研制單位還在哈爾濱飛機制造公司建立了柵格翼展開(kāi)試驗裝置，模擬各個(gè)飛行階段的外部載荷，進(jìn)行展開(kāi)試驗，對設計結果進(jìn)行評價(jià)。為了更真實(shí)的反映外部條件對展開(kāi)過(guò)程的影響，還在湖北襄樊特意安排了最大速度滑軌試驗，以驗證柵格翼及其釋放機構在最大速度條件下的展開(kāi)性能。
火箭正常飛行狀態(tài)下，柵格翼收靠在整流罩周?chē)�，一旦逃逸，四塊柵格翼與整流罩的連接爆炸螺栓就會(huì )起爆解鎖，柵格翼迅速展開(kāi)。這時(shí)，柵格翼要同時(shí)承受發(fā)動(dòng)機噴流，即我們看得見(jiàn)的發(fā)動(dòng)機尾部噴出的火焰的加熱和沖刷。這股火焰是絕對不能?chē)姷交鸺系�，如何做到這一點(diǎn)，需要“一躲”、“一防”。躲，就是在設計上盡量將柵格翼的位置與噴流錯開(kāi)；防，就要給柵格翼涂防熱層、防燒蝕層，使其不會(huì )熔化。這些都需要經(jīng)過(guò)大量的計算。
當時(shí)還沒(méi)有工程計算軟件，計算機相對于今天也比較落后，僅計算一個(gè)點(diǎn)的數據，一臺計算機不關(guān)機，也得算上整整一個(gè)星期。為了找到減少?lài)娏饔绊懙霓k法，剛開(kāi)始研制的時(shí)候，研制人員將一塊20厘米厚的鋼板放在發(fā)動(dòng)機噴管后，想看看噴流的“威力”究竟有多大，結果鋼板一下被削去一大塊。1998年，他們也曾帶著(zhù)一片柵格翼去內蒙古做1：1的試驗，將柵格翼置于發(fā)動(dòng)機后不遠的地方，從各個(gè)不同的角度對著(zhù)噴，一下又燒出一個(gè)大洞。
大量的試驗，大量的數據，為他們的設計與改進(jìn)提供了依據�；鸺l(fā)動(dòng)機上原來(lái)設計有四大四小8個(gè)噴管，四個(gè)小的正好對著(zhù)柵格翼，為此他們下決心“忍痛割?lèi)?ài)”，取消了這四個(gè)小噴管，這也是“躲”的措施之一。當時(shí)就柵格翼的氣動(dòng)特性與噴流情況下的逃逸飛行器氣動(dòng)特性這一新問(wèn)題，還成立了全國性的攻關(guān)組，組長(cháng)是我國氣動(dòng)權威、航天老專(zhuān)家莊逢甘，吸收國內研究機構、大學(xué)共同參與，出謀劃策。
除了設計，柵格翼最主要的難點(diǎn)還在工藝上。
柵格翼的翼片材料很薄，焊縫加起來(lái)長(cháng)達150多米，它們交叉焊接組成方格，加工難度很大。焊縫數量多，每個(gè)方格又很小，焊接時(shí)手伸進(jìn)去都難，加上熱脹冷縮，極易產(chǎn)生變形或造成超差。因而傳統手工氬弧焊已經(jīng)不適用柵格翼的焊接，而必須采用直流氦弧自動(dòng)焊的方法。對這個(gè)在國內航空、機械部門(mén)的權威和廠(chǎng)家都感到棘手的難題面前，承擔焊接任務(wù)的火箭總裝廠(chǎng)，成立了由孫忠紹帶領(lǐng)、有工藝人員和工人參加的攻關(guān)組。他們在進(jìn)行反復試驗、摸索之后，終于在1996年突破了自動(dòng)焊接工藝關(guān)鍵，并成功地焊接成型了1：1柵格翼試驗件，達到國外同級水平。柵格翼焊接工藝攻關(guān)由此被載入史冊。
歷時(shí)近一年半的時(shí)間，柵格翼技術(shù)難關(guān)終于被攻克下來(lái)。
