航天科技六院7103厂改进型7500牛发动机助力“天问一号”落火

文章来源:中国航天报 发布时间:2021-05-28

5月15日,天问一号探测器缓缓降落在火星乌托邦平原,实现了中国首次地外行星着陆,本次任务的“功臣”之一就是航天科技集团六院7103厂提供的改进型7500牛发动机。

从“嫦娥三号”到“嫦娥五号”,7500牛变推力发动机对探测器的成功落月发挥了决定性的作用,被称为“落月神器”。火星距离地球更远,太空环境更加复杂,这也就要求发动机必须在保证性能、推力不变的情况下更精巧、更紧凑。

7500牛变推力发动机为着陆巡视器动力减速、悬停避障和缓速下降等软着陆任务提供轨控推力,要让“天问一号”在火星进入、下降、着陆落得稳、落得准,7500牛发动机发挥了举足轻重的作用。

“改进型7500牛变推力发动机与以往7500牛发动机的性能和推力一样,但重量和体积只有以前发动机的1/3,结构也更加优化、紧凑。”7103厂工艺处副处长张鹏说。

改进型发动机部件还首次采用3D打印技术,一次打印成形,保证了发动机与总体对接的质量稳定性。

弹簧是改进型7500牛发动机的关键零件之一,是变推力发动机推力调节过程中的重要元件,是一种用于高精密大刚度、小变形的特形弹簧,对发动机的变推力控制起到关键作用。

“刚开始,我们想尽各种办法,不断尝试和调节弹簧的刚度和稳定性,可是做出的弹簧在高频次压缩情况下的使用寿命不能满足发动机需要,这就好像进了迷宫,找不到出口……”25车间工艺员仵亮说。

为解决这一难题,该厂组成攻坚克难团队,通过仿真分析、试验验证等手段,对弹簧结构进行优化,对弹簧加工方法进行改进,采用多种工艺手段,提升弹簧寿命,满足了后续试车和飞行需求。

改进中还出现另外一个难题,就是发动机中心组件零件材料耐高温、高精度与零件加工、装配的稳定性、一致性问题。为了寻求答案,团队成员经常忙得顾不上吃饭,为了节省时间,就经常拿饼干、方便面等速食充饥,晚上经常工作到深夜才回家。

“那时候我们反复摸索,发现中心组件中零件的高精度及形位公差还有所欠缺,可是怎样才能保证其高精度和高稳定性,我们只能不断尝试、不断地微调……”25车间张勇峰说。

距离发动机交付的日子越来越近,团队成员的压力倍增。为保证发动机装配一致性和零件高精度,团队通过工艺、操作协同配合,对零件进行微米级调整加工,直到保证中心组件的高精度尺寸及形位公差要求和装配一致。

“回想起那段日子,虽然忙却很充实,而且家人很理解我,也很支持我,我要做的就是干好本职工作,为发动机保驾护航,经营好小家,无愧于‘大家’。”25车间彭佳佳感慨。

“发动机按期交付,团队每个人都值得点赞。不得不说,这次我们真的打了个漂亮的攻坚战!”25车间郭研说。(张超)