
头图:第100件整体箱底下线现场
运载火箭是国之重器,运载能力有多大,航天的舞台就有多大。今天上午,上海航天149厂整体箱底产线第100件产品下线。贮箱是火箭的主体结构,箱底是关系全箭可靠性的核心关键构件,被誉为火箭上的“皇冠”。
摘得“皇冠”的背后,正是这座百年老厂坚持创新引领,职工队伍团结一心的成果。
整体箱底制造面临大挑战
整体箱底制造存在着两大技术挑战。“第一个挑战是‘深腔曲面’,深径比达0.7,型面精度1.5毫米,要求极高。第二个挑战是‘超薄壁厚’,零件壁厚相对板幅来说非常小,不足3‰,这类深而薄结构刚度极弱,在成形过程会发生严重失稳缺陷,成为长期未得到突破的国际难题。”八院149厂副总工程师、运载领域总师张选明介绍到。
在海外,NASA、欧空局也曾通过各种方法尝试解决这一难题,但始终存在废品率高、性能弱化、材料利用率低的问题。
全整体底贮箱批生产产品
自主创新破解国际难题
面对困扰已久的国际难题,哈尔滨工业大学苑世剑教授团队潜心研究,提出了板材成形失稳起皱流体均布加载应力场调控理论,从根本上解决了薄壁结构整体成形发生起皱的国际难题。
新的理论和工艺只有物化到装备中才能落地转化,形成现实生产力。在科技部、工信部等重点项目的支持下,149厂联合哈尔滨工业大学、合肥合锻、机械科学研究总院组成攻关团队,承担起整体成形技术重大工程落地的重任。
“我们面临的是原始技术创新积累与装备、材料国产化的大型系统工程,需要始终坚持创新引领,助力实现高水平科技自立自强。”时任八院149厂总工程师郭立杰鼓励团队说。
无惧环境的恶劣,攻克技术的壁垒,发展航天事业,必须立志图强。八年磨一剑,团队进行了多轮的方案重构和迭代,终于突破大体积水介质并联增压和大吨位双动压力机精度控制等关键技术,研制出世界最大的板材流体压力成形装备。
稳定批产实现重大突破
箱底最终产品还需要局部减薄、翻孔等后续加工,在流体压力成形整体箱底的基础上,团队建成了国内首条3米级整体箱底制造生产线,形成年产300件整体箱底批产能力。
149厂还专门成立了整底产线领导小组和工作组,工作组组长堵同亮说:“我们刚刚下线的第100件3.35米整体箱底,产线节拍缩短至3天,效率提升80%,质量数据包全程可追溯,产线全流程数控化率达到100%,马上我们还将迎来更大尺寸整底产品投产,实现技术迭代升级。”
研制的整体箱底产品,由七块拼焊结构变为一块整体结构。消除全部焊缝,承压提高一倍多,大幅提高了火箭的可靠性,同时制造周期缩短三分之二。
职工开展整体箱底生产中
“创新永无止境,惟有创新才能持续发展。”正是航天职工关注每一个细节,确保每一次发射的安全可靠,注重每一次实践,确保每一次技术创新的关键验证,最终方能在航天事业发展的征程上矢志不渝、踔厉奋发,筑梦星辰大海。