中国军工百年老字号211厂树中国航天品牌

发布时间:2010-08-25

  “品牌,是世界交流的语言,是国家的名片。”从被授予优质火箭称号的长征二号丙火箭,到拥有“金牌火箭”荣誉称号的长征二号丙改和长征三号甲火箭,再到享誉“中国第一世界名牌”的长征二号F火箭,“中国航天”的品牌,已享誉业界。作为航天制造龙头企业,211厂高擎“引领航天制造业”的大旗,用胆魄、智慧和技术,不断增加着“中国航天”品牌的高度。

诺贝尔奖获得者丁肇中教授与211厂合作完成反物质探测器结构

   拿下“AMS”
  1998年6月2日,人类历史上第一台强有力的磁谱仪——阿尔法磁谱仪(AMS),由美国发现号航天飞机送入太空,迈出了人类对宇宙空间进行反物质和暗物质探测的第一步。这项跨世纪的重大科研项目,是中美两国空间技术的首次重大合作。早在1995年,诺贝尔奖获得者、世界著名科学家丁肇中教授与各国科学家充分交换意见后,力排众议,提出将AMS主体结构的研制任务,交给中国运载火箭技术研究院。同年年底,211厂以型号管理模式全面启动了AMS结构零部件的生产,义无返顾地投入到这项跨世纪的宏大计划中。
  AMS结构是盛装多种探测仪器和64块钕铁硼磁铁的实验容器,它由内外筒、Z桁条、锻件框、集热条、支撑块等铝件铆接而成。因为考虑在太空中强大磁场下的作用,其机械结构的制造尺寸和精度要求异常苛刻。从图纸上看,它的同轴度要求0.1毫米,两个平面度为0.2毫米,而装磁铁块的扇形内腔的两壁仅有两根头发丝的间隙,这就要求装配铆接的精度更高。
  攻关组师傅们先后解决了反划窝、装铆钉等系列难题,40多天奋战后,初样件终于如出水芙蓉般呈现在人们面前。美国宇航局专家组成的评审组在AMS结构初样件评审中认为,初样件上的2000多个铆钉质量无可挑剔,生产质量达到顶级水平,完全满足要求。
  初样通过评审后,AMS结构正式飞行件制造上马了。这次飞行件在设计上做了一些更改,其中飞行件的内筒必须是直径为1115毫米的圆筒,这意味着在经过滚弯、焊接校形后,要依靠铆接最终实现准圆成型。攻关组在一次次预想会、准备会上提出了不同的方案,但又在理性的分析中逐个推翻,最后选择了在产品中增加一个铁箍。这个箍,不仅加大了师傅们的工作量,也使本来就狭小的铆接空间又多了几分拥挤。在AMS结构的铆接型架上,至今还留着白亮亮的一行字:“不图名,不图利,为中国航天事业争口气。”这是AMS攻关组成员在AMS上架开装的第一天,用红铅笔手写上的。历经春夏秋冬的潮湿,型架上泛起锈蚀,铅笔的红色已经消退,但那字迹却如刀刻般清晰。这是211厂攻关组为国争光的誓词。
  1997年1月7日上午10点,当科学家们看到中国航天工人,将检测装置顺利与AMS结构内筒进行匹配时,丁肇中教授带头鼓起掌来,他说:“能够和中国航天人一起工作,我觉得很荣幸。”
  这次重大的合作,让参与AMS计划的美国、加拿大、德国、瑞士等国的科学家,对中国航天、对中国运载火箭技术研究院的整体实力,也对211厂的制造技术,有了更为直观的认识。

舱外航天服躯干壳体研制过程中

   巧制“天衣”
  2008年,当欢呼声迎接航天英雄归航的时候,承担舱外航天服研制的211厂,将自豪的碑文刻在了太空。
  实现太空行走的前提是研制舱外航天服。舱外航天服属于“高精尖”的航天装备,当时国外仅有美国和俄罗斯能够制造,国内能够承担研制项目的单位凤毛麟角。2006年初,已经研制一年半的舱外航天服躯干壳体,因存在较多困难被迫终止,成为航天员出舱任务的短线。
  当年1月28日,航天医学工程研究所向全国发出竞标书。身为全国最大的火箭生产总装厂,211厂挺身而出,5天后拿出了研制方案,并一举竞标成功。令评审委员会大为震惊的是:这么多不同的加工思路,都集中在了一个单位,而且很可行。
  躯干壳体是舱外航天服的主体,是航天服的装配集成中心,各种设备、仪器都要与之连接。它是一个空间薄壁的异型结构,就是要用1.5毫米厚的铝合金做出一件金属衣服,这件衣服必须要气密,而且还要负重。
  在没有任何技术借鉴的情况下,211厂充分发挥其强大的总装集成能力。他们用工艺焊缝及定位孔,解决了躯干薄壳成型和定位问题;通过数控加工和电火花特种加工相结合的方法,实现了机械加工无法实现的肩法兰整体无缝加工;通过对薄壳进行电磁脉冲校形、壳体反变形、工装定位,解决了装配问题;通过反复优化焊接工艺,将焊接变形控制到最小,满足了产品的精度要求。
  2008年2月,211厂研制的舱外航天服躯干壳体3件正样产品全部交付;攻克了7项重大技术难关,产品关键指标合格率达到100%。时任载人航天工程总设计师周建平称赞说:“这个攻关项目非211厂莫属。”

自主研发的直径5米箱体总装环缝焊接系统

  定制“大火箭”装备
  211厂的前身是飞机修理厂,划归航天后定位为火箭生产总装厂。一路试制、一路坎坷,成功与挫折结伴,练就了敢为人先的胆识,也练就了善为人先的独特的本领——非标研制。
  早在长征一号火箭研制中,211厂就先后自行研制了我国第一台大型高温钎焊炉、第一台大型真空高温辐射炉等关键装备,有力地保障了火箭发射。之后,该厂还设计制造了国内第一条冰箱侧板自动化生产线、第一条洗衣机壳体自动成型生产线、第一条货架钣金自动化生产线。至今,已为海尔、新飞等十几家国内外著名家电企业生产了70多条钣金自动化生产线,产品出口墨西哥、伊朗、越南等国家和地区。
  2009年,被百姓称作“大火箭”的长征五号运载火箭,首个5米级产品——贮箱箱底试验件提前成功地完成焊接装配。大直径,不单纯意味着火箭产品从3米或3.35米增加到5米,还意味着加工产品的工艺装备要上5米级。211厂就是这套非标装备、大型工装的设计者。
  2009年8月,标注着“中国航天”标识的箱底纵缝焊接系统设备运抵天津新厂房,满足了新一代运载火箭贮箱箱底的研制急需。该系统实现了箱底瓜瓣定位后的夹紧、铣切、焊接一次完成,具有加工误差自动补偿功能,焊接过程可实现远程观察、操作,成为目前国内规模最大的、唯一的一台铣切焊接结合的复合装备。
  2010年,211厂自主研制的箱底环缝焊接系统和贮箱总装环缝焊接系统相继在天津安装。前者,具备了焊前对箱底瓜瓣圆环上下端余量进行铣切加工功能,能够及时对加工过程中产生的误差进行补偿,实现了全自动化焊接。后者,是新一代运载火箭5米直径贮箱制造的核心设备,集成了产品定位、自动夹紧、铣切、焊接等功能,床头、床尾可作同步旋转,床尾移动可满足不同长度产品焊接的要求,实时监控焊接过程,补偿误差。
  同时,211厂还为5米贮箱箱底制造研发了瓜瓣化铣设备、制孔设备、箱底法兰盘自动焊接设备、箱底测量设备、箱底液压试验及其过程配套等工艺装备,为研制5米级贮箱箱底提供了一套完整的工艺装备生产线。截至2009年,该厂共完成新一代大运载火箭工装设计及评审179项,其中大型非标设备9项、切钻样板94项,其他工装77项。
  在海风习习的天津滨海新区,孕育中国航天“新动力”的新一代运载火箭产业化基地迎风而立,已经初具规模。在实现火箭制造技术向5米平台跨越的过程中,211厂的非标研制能力也实现着新的跨越。
  品牌的背后是实力。AMS结构、舱外航天服、“大火箭”非标设备,只是211厂航天制造技术优势的产物之一。如今,211厂的氩弧焊、电子束焊等自动化焊接技术,已成熟应用于运载火箭结构件连接成型;大型铝合金铸件、高温合金、不锈钢等高效精密加工技术,处于国内先进水平;电解加工、数控电火花加工、数控电火花线切割加工、磨粒流加工、精密电解刻蚀、微细加工、激光加工等特种加工技术,已广泛应用于航天航空等领域。这些制造技术,成为211厂乃至中国航天的“金字”招牌。
  新百年的起点上,211厂将在航天制造技术发展进程中扮演领跑者的角色,在航天科技工业新体系建设中发挥好主力军的作用,创造优质的产品和服务,腾飞航天制造、中国创造的光荣与骄傲。(陈全育 孙欣荣 赵军)
  来源:中国航天报