165所不失圭撮助力“嫦五”携土返归程
十三年前,“嫦娥一号”绕月,引发国人自豪;两年前,“嫦娥四号”落月,振奋民族精神。
2020年,终于迎来探月工程的收官之战,12月3日23时10分,由165所试验交付的3000N发动机精准推举携带月壤样品的上升器从月面起飞,这是中国航天器首次实现地外天体起飞,嫦娥五号即将踏上归程。
毛泽东主席曾在《水调歌头.重上井冈山》一词中写道:“可上九天揽月,可下五洋捉鳖,谈笑凯歌还。”而今,中国航天人实现了这一夙愿,正是:九天摘月告英烈,风风雨雨十三年。
“嫦娥”归家过程中,由165所试验交付的两台3000N发动机发挥了重要作用。这两台3000N发动机,分别为嫦娥五号探测器的轨道器、上升器提供动力。
其中,轨道器上的这台,就像调整大船航行的风帆,要实现地月轨道上的中途修正、近月制动、离月加速。而上升器上的另外一台3000N发动机,则用于月面起飞,也是此次任务的难点,相当于一枚小型火箭,精准推举取得月壤的上升器离开月面,进入预定环月轨道。在与轨道器合体、返回器对接后,重返地球。
“发动机试验技术是一门科学”,任何一台发动机能够研制成功,都离不开研制试验,离不开试车台上奋战的参试人员。
参试人员的使命,便是“控毫厘之精、测微秒之准”。在165所姿轨控发动机试验团队身上,“ 信心满满、攻坚克难、目标牵引、汲取先进“的满流精神得以体现和传承。
3000N发动机是专为嫦娥五号设计研制的,因地月往返任务都由轨道器来完成,这就需要发动机更多的起动次数,也对研制保障条件、试验能力提出更高要求。
回忆起3000N研制试验,姿轨控发动机试验中心副主任工艺师何小军直言:“任务艰巨,但充满信心”。在当时,还有其他试车任务,人手少、任务重、时间紧,为了保发动机研制节点目标,参试人员满脑子都是怎么突破瓶颈。
3000N发动机地面试车就得达到10000秒,在当时,是姿轨控团队主导的程序时间最长的一次试车。高模试车的要求也达到了3600秒,程序时间长成了第一道拦路虎。
冷却水保障、设备流量调整、供应系统改造、容器贮箱扩容、测控设备更新……试验能力大提升中,年长的职工顾不上爹娘,中年的职工顾不上子女,年少的职工顾不上娱乐,大家齐心协力,脑海里只有一个目标,就是尽快完成上级交付的重要任务:“发动机研制节点不能在165所耽搁。”
76km深空真空环境下点火的高模试车,同样让姿轨控团队记忆犹深:“真空舱内长程试验,对舱温的考验,从来没经历过。”
有一次试车,舱温太高了,真空舱侧壁上安着的几块有机玻璃的视窗都融化变形了。为了解决舱温过高的问题,仅降温系统的仿真模拟、计算、调试,便历经无数。
高模试车工作程序复杂,要保证试车时真空舱内的真空度达到试验要求,需要采用发生器引射来实现舱内真空,满足点火的前置条件。
正是因此,3000N发动机长程高模试车时,满流台的关键设备蒸汽发生器暴露出许多短板,它结构复杂具备较高的调试难度、强度余量低,在多次高模研制试车中出现短时间内难以解决的瓶颈和困难,甚至一度致使试验停摆。
蒸汽发生器系统的可靠性提升已是燃眉之急,165所人下定决心,不论早晚,一定要啃掉发生器这块硬骨头。随着对发生器设计原理、应用原理的掌握,姿轨控团队决心在调试改造中积累的经验、掌握的实践基础上,通过技术攻关,开始自主研发蒸汽发生器。
他们开创性的提出使用容易获得的醇类介质替代,解决了稳定气液两相有效参混雾化与燃烧以及身部有效冷却等难题。
经过不懈努力,165所自研的空气酒精发生器集成化系统在凤州试验区通过24小时连续工作考核。2020年,以移动式空气酒精水蒸汽发生器为代表的蒸汽发生器系列产品,为165所航天技术应用产业开拓市场、展现价值。曾经165所人的短板,硬是靠攻坚克难的决心信心,成就今天的一张闪亮名片;165所人引以自豪的满流精神,也历经时光磨砺更加耀眼。
“嫦娥”即将带着千百年来中国人民对“广寒世界”的憧憬回归,带回的2000克月壤也将极大推动月球成因和演化历史等前沿科学的研究。
未来,建设航天强国的伟大征程中,165所人还将一如既往地践行航天使命,发扬满流精神,确保圆满完成国家重大宇航发射任务,助力中国航天蒸蒸日上。