問天實驗艙發射任務取得圓滿成功,中國空間站建造邁入新階段。對技術創新和可靠產品的不懈追求是中國航天的永恒話題。在長征五號B運載火箭發射問天實驗艙任務中,新技術和新產品、好技術和好產品層出不窮,不僅助力“問天”成功問天,待創新成果轉化后,也必將帶動國民經濟發展。我們開設《“問天”黑科技》專欄,對部分代表性的技術和產品展開解讀,看“黑科技”如何大顯身手。 7月24日14時22分,長征五號B遙三運載火箭在中國文昌航天發射場騰空而起,將問天實驗艙成功送入預定軌道。細數每次在海南發射的火箭,無論是長征五號B,還是長征五號、長征七號,加注后它們都會有一縷縷“白煙”緩緩“冒”出。 作為我國實施“零窗口”發射的低溫火箭,“胖五”冒出來的“白煙”是液氧的汽化過程。在加注過程中,中國航天科技集團有限公司八院149廠自主生產的閥門實現了四個助推模塊液氧加注量和汽化后排出量的自身“平衡”和相互間步調“統一”。 產品化、通用化 提升閥門規模化生產效能
閥門產品作為運載火箭的重要單機產品,在“胖五”助推模塊上,八院149廠為其提供了增壓輸送系統的多種閥門,包括加注閥、排氣閥、減壓閥等,它們的作用至關重要,從火箭加注的那一刻起便關系到了“最后的勝利”。 近年來,八院149廠專門成立了負責閥門研制生產的閥門產品化分廠,主要面向產品全鏈條開展縱向集中化管控,創造性地將閥門單機與型號任務“一對一”關聯性逐步“剝離”,形成規模化、通用化、系列化生產,從而實現閥門全生命周期的高可靠性和高性價比研制生產,不斷推動運載領域“三高”全面發展。期間,閥門分廠還對閥門產品單機試驗技術進行了優化論證,依據增壓輸送系統對閥門產品的技術指標要求及環境試驗要求,開展試驗項目梳理,提出項目優化方案,從而提升了閥門關鍵產品可靠性和成熟度。 在發射前,如何讓“胖五”的每一個助推模塊做到“白煙”排除的穩定性和一致性,這就要求閥門分廠針對排氣閥進行產品化、通用化研制,實現規模化生產。團隊創造性地開展了一系列低溫可靠性試驗,將原本常溫下裝配的零件調整為在低溫工況下“先收縮、后裝配”,從而實現了產品合格率提升和穩定性控制,節約了生產資源并縮短了生產周期。由此,排氣閥為“胖五”開啟了“常開輸出”的“安全防線”,而裊裊的“白煙”形成了海濱的一道美麗風景。 流程化、數字化 建立閥門精益生產單元 面對各類閥門的不同特性,閥門分廠通過對閥門生產過程中冗余環節、無效環節、流轉環節等進行識別再分析,對生產流程進行再優化,打通堵點,連通斷點,去除生產環節中不增值環節,從而縮短了生產周期。同時,團隊利用數字化手段實現了設計研發-工藝制造一體化,打通設計、工藝、制造三大環節,實現信息的無縫集成和即時傳遞,提高了技術狀態的管控能力和生產效率,構建閥門關鍵零組件精益生產單元,使得生產效率提升了35%。 在閥門的精益生產單元中,閥門分廠充分發揮生產單元建設優勢,建立減壓器類調試單元、熱壓閥瓣生產單元、閥門軸類殼體類加工單元和安全閥類調試單元等主要單元,大幅度降低了跨部門、跨區域、跨工序多頻次流轉,極大提升了閥門的生產效率,實現了資源的專業化整合。 減壓器類調試單元中的減壓閥是“胖五”助推模塊斜頭錐內氣瓶為艙體“穩定輸壓”的關鍵閥門。為了能夠讓減壓閥“如呼吸一般收控自如”,閥門分廠全面梳理和識別生產過程的工藝薄弱環節,以產學研結合為切入點,針對關鍵難點進行理論分析和動態仿真,通過摩擦力測試、仿真分析、常溫驗證試驗、細化O形膠圈涂油工藝等手段,確定了減壓閥的改進措施。隨后,團隊通過工藝流程再造、工藝布局調整等方式設置適合閥門生產的生產線,實現工藝定型,提高產品生產效率,鞏固了產品的穩定性和一致性,實現了產品裝試合格率100%。 如今,一個個“小身材”閥門肩負起了火箭發射的一道道重要的“安全防線”,閥門團隊也將一如既往地攻堅克難,用自主研發攻克核心技術,用匠心打造航天產品,為“胖五”飛天逐夢鼎力相助。
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