長征七號火箭獲重大突破！

長征七號火箭獲重大突破！

“長征七號運載火箭被稱為‘數字火箭’，將成為我國未來中型火箭的基礎構型，承擔未來大部分的發射任務。”這是今年年初中國航天科技集團公司一院有關領導向外界透露的一個重要信息。

被譽為未來中國運載火箭主力的“長七”，身上究竟有怎樣的“數字化”光環？為此，本報記者到負責“長七”總體設計的一院一部進行了探訪。

打通“數字火箭”設計製造的“任督二脈”

如果說長征五號運載火箭是中國運載火箭史上首次采用數字化設計的火箭，那麽它的“同門師弟”——“長七”則將數字化技術發揚光大，成為中國運載火箭史上首發實現全壽命周期數字化的火箭。

所謂全壽命周期數字化，是指將數字化貫穿設計、試驗、製造、管理的全過程，這對火箭研製方式來說，是一種從普通公路到高速公路式的跨越。

即使在歐美發達國家，產品全數字化設計製造也是一道難題，但數字化所創造的超高效益卻是有目共睹的。在號稱“玩轉數字化”的航空領域，波音公司從B737－X到B777研製都實現了全過程的數字化定義、預裝配、並行設計、協同流程管理，設計方法更改和返工減少了50%，研製周期縮短了50%。

而在火箭研製領域，實施產品全數字化設計製造也帶來了意想不到的效果。如今，通過各研製單位的緊密配合，一部已打通“長七”數字化設計生產研製的“任督二脈”,突破多項關鍵技術，完成初樣箭體結構20個部段的“全三維下廠”，有望在5年內實現首飛。

火箭在建立了全箭三維數字樣機後，以數字模裝替代實物模裝，完成全箭的裝配及接口協調工作。技術人員隻需在電腦前應用軟件，就可對火箭的可靠性進行一次“摸底考試”。“這次通過全箭三維數字裝配，我們發現了60餘項問題，不僅提高了產品可靠性，更節省了大量的人力、物力、財力。”一院總體部運載總體室副主任陳風雨說。

“僅僅實現設計層麵的數字化並不難，難的是將數字化輻射到火箭的設計、模裝、試驗、生產製造的全過程。”一院一部八室副主任聶蓉梅告訴記者，光靠局部工作的數字化，是無法釋放其真實能量的。

依照傳統研製流程，三維的設計模型一旦到達加工製造環節，就需要換成二維圖紙進行加工，不僅浪費時間，更容易在設計、製造的轉換過程中出現錯誤。

“打通三維數字化製造這個環節勢在必行。”一部結構室的鄭衛東認為長征五號火箭實現了全三維模型設計，“長七”則要以三維設計下廠的方式完成產品三維工藝設計，達到真正意義上的高效、高質和快捷。

為了滿足三維數字化製造的基本需求，一院211廠和703所還分別自籌經費購置了一批基礎硬件設施，對幾個主要車間進行了網絡改造工作，徹底將數字化製造工作落實到設計工藝協同、三維設計文件的使用與管理、工藝設計、數字化生產、數字化檢測的各個環節，力圖實現三維到工藝、三維到現場、三維到設備的完整數字化製造體係。

一場需要“全民皆兵”的技術革命

“產品數字化將意味著我們的管理也要跟得上腳步。”聶蓉梅說。

“如果維持傳統的工作流程，數字化隻是建立數字模型、單台設備的數字加工而已。”陳風雨告訴記者，現在一院打破各單位“單兵作戰”的局麵，把各係統的設計師組成一個設計組，形成協同工作的團隊，集中在統一的工作現場，通過網絡在50個圖形工作站之間及時傳遞進展情況和反饋意見，把目前大多按串行流程進行的工作盡可能同步、甚至提前進行，直接在三維模型上進行設計、工藝以及協同，大大縮短了數據傳遞的時間和傳遞的路徑。

然而，任何新生事物在初期都需要一個適應過程，型號數字化工作也是如此。比如，設計人員為使211廠在接收到數字設計模型後能準確地進行加工製造，就需要對每個三維圖形進行標注。“每個三維圖形的尺寸，我們都需要花費2個～3個小時進行標注。按照傳統模式，1個月就能完成的工作，現在光標注就要花費近4個月的時間。在設計階段，我們的效率反而降低了。”鄭衛東坦言。

另外，“和木桶理論一樣，研製各環節的參研單位，數字化能力水平參差不齊，也會對型號的研製效率帶來負麵影響。”聶蓉梅認為，隻有邁過這道坎，才能實現長久的高效。

正如我國航空航天領域專家顧頌芬院士所說，“數字化的生產方式正在從根本上動搖著傳統製造業的基礎，催生著一場製造業的技術革命。”很顯然，中國航天正在悄然掀起一場火箭製造業的新革命。(中國航天網 楊蕾)





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