揭秘“嫦娥”心脏研制团队：1个好汉加30个帮

　　中新网1月6日电 在此次举世瞩目的嫦娥三号月球探测任务中，由中国航天科技集团公司第六研究院研制的动力系统，扮演了非常关键的角色。这些动力系统，既有为嫦娥三号发射提供长三乙火箭的一、二级和助推级发动机，更有为着陆器提供整个落月过程中的推进分系统。这些多种型号、功能各异、不同推力的发动机组成了强大的动力“联盟”，上演了一场惊心动魄的动力大“接力”。

　　这场接力大赛，由第一级火箭发动机率先发出震天撼地的轰鸣，推举嫦娥三号飞离地球，飞向太空，然后二级，三级发动机依次点火，相继完成赋予它的神圣使命。

　　“压轴”出场的着陆器推进分系统，由一个7500N变推力发动机和近30个台推力较小的姿控发动机构成。俗话说，一个好汉三个帮，可是嫦娥三号探测器要实现落月，就必须得做到一个好汉将近30个帮手！更为关键的是，无论是充当“好汉”的7500N变推力发动机，还是担任“帮手”的近30台小姿控发动机，他们必须要组成一个俯仰有度、动静自如、推力精准的推进系统，每一个发动机既要各负其责，又要密切配合。对于六院研制团队来说，推进分系统研制过程中的艰辛与曲折，更是家常便饭。

　　嫦娥三号推进系统“减重”的背后：研制人员“减肥”

　　与嫦娥一号、二号推进系统相比，嫦娥三号推进系统完全是一个崭新的动力系统，除变推力主发动机外，还包括十多台150N和十几台10N姿控发动机。这些发动机要承担月球着陆器中途修正、近月制动、动力下降、悬停段等一系列软着陆任务，并要按预定指令实现该“出手”时就“出手”，再“出手”时不“含糊”的工作状态，这其中的技术难点不在少数。

　　“基于嫦娥三号重量、构型的特殊要求，为推进系统‘瘦身’无疑成为首要课题，必须在短时期内研制出高可靠、轻质的单机产品，精力大量投入则是必然的。”嫦娥三号推进系统副指挥李和军如是介绍。

　　经过仔细分析，研制人员发现，10N的小姿控发动机就像一个细长的小白酒盅，身段轻盈，无“肥”可减。于是六院研制人员将目光锁定在贮箱、气瓶、7500N及150N发动机等的减重设计上，由此带来诸多关键技术的突破反而成为推进系统的一大“亮点”。如研制成功轻质、大容积复合材料缠绕式金属膜片贮箱；利用无焊缝铝合金内衬复合材料缠绕气瓶设计制造技术有效对气瓶减重；甚至连在系统中占比不高的自锁阀也不“放过”，进行小型化改进。一系列关键难点一经攻克，有效地解决了推进系统的减重问题，也确保总体方案可行，为我国后续深空探测任务提供了宝贵的技术积累。

　　“减重不仅是特定局限在推进系统，参与研制的科研人员也都‘减肥’了。”嫦娥三号推进系统行政指挥戴德海介绍道，“以往成熟型号的飞行任务，团队里老、中、青‘混搭’，这次无论是从事管理还是技术岗位的人员，只要参与嫦娥三号推进分系统研制，必须经过培训和考核，持证上岗，挑选精兵强将，缩小队伍规模，全是‘老搭档’，最大限度地消除了‘新手’和‘新单位’参与的风险，使整个研制队伍的‘可靠性’大大提高了。”

　　嫦娥三号落月舞姿“稳准柔”的背后：精严细

　　此次由航天六院研制的着陆器推进分系统无论是模式的复杂性、功能的多样性，亦或是工作环境的恶劣程度，堪称历史之最。落月过程要求发动机多种推力工况“快速变化”，时而“铆足马力”，时而“轻手轻脚”，时而又“凝神静思”，这一系列不断变换的“舞姿”，需要发动机具备深度节流能力，传统发动机根本无法实现。为使嫦娥三号的月球“第一步”稳、准、柔，航天六院整整用了五年时间，为落月“量身订制”了7500N变推力发动机，这也是我国首台具备大范围变推力工作能力的液体发动机。作为推进系统的唯一主发动机，可实现大范围阶跃式变推力及无级变推力，首次“亮相”就承担动力系统接力“最后一棒”的重任，航天六院科研人员的压力可想而知。

　　常规情况下，从论证设计到产品交付，研制一种新型发动机至少需要十年时间。五年即交付，还要担任“主力”，产品质量能保证吗？我们可以从一张质量复查单中找到蛛丝马迹：着陆器推进分系统二百多根导管、四百多条焊缝管路、四百多处螺钉连接部位，活接头部位近百处……单从这些可精确追溯到每一个人的数字里，就能看出航天六院在管控质量方面所下功夫之“精”。其实，嫦娥三号推进分系统的设计、生产、试验由六院所属的西安、北京、上海的多家单位共同承担。三地辗转协调的局面无形之中增添了管理难度，但得益于六年前航天液体动力重组的实施，六院依托专业技术优势，在内部优选所需组件，进而达到避免重复研制、降低研制风险、加快研制进度的效果。

　　如果把发动机比作“心脏”，一根根导管无疑就是输送“养分”的血管。能为嫦娥三号“服务”，所有的导管至少要通过“三检五审”，如此严格与精细的筛选过后，保证他们绝对是“优等生”。首先要经过清洗、酸洗、内窥镜“肠道”检查；内外焊缝除了进行内窥镜检查外，还要接受X光拍片“透视”探伤……。一位从事焊接工作多年的老师傅说：“听起来是复杂，但习惯了这种做法，操作也就更谨慎，一次合格率更高，更省时间呢。”看似繁琐的检查工序，窥视到的仅是航天六院质量管理的“冰山一角”，也正是因为有了这些严苛和细致的质量管理措施，推进系统才能在任务执行中，实现嫦娥三号落月的稳妥、精准与柔美。

　　嫦娥三号推进系统表现满分的背后：做足功课

　　在公众眼中，航天工程往往意味着“高”、“精”、“尖”，看似“风光”的背后，只有从事这项工作的人才能体会其中的艰辛与挑战。航天六院嫦娥三号推进系统的研制过程并非“一蹴而就”、“完美无瑕”，而是一波三折。今年3月，在对即将交付的产品进行电性能测试时，研制人员发现一个电磁阀开启时间超出设计要求仅有几毫秒，这突如其来的变故急坏了整个研制团队，交付迫在眉睫，产品又必须保证“满分”，怎么办？航天六院立即启动归零工作，抓总研制单位六院所属的801所第一时间组装了备份产品交付总体，并将问题产品拆卸，彻查根源。为了这短短的几毫秒，他们马不停蹄、夜以继日地组织多方专业技术力量进行分析、试验、仿真计算，同步启动数据及生产过程复查等工作。经过一个月的努力，终于找到问题所在，故障机理得到验证，并通过专家评审。

　　为确保万无一失，他们对所有阀门采取补充措施，彻底消除疑点和隐患。推进系统主任质量师钟徐说：“型号研制过程中，严格技术状态控制，严格全过程管理，动态开展技术风险分析和控制工作，对发生的质量问题严格按五条标准进行双归零，确保产品可靠，这是六院长久以来的要求，我们也是一直这样执行的。”

　　即使经过再多的试验和验证，太空中的复杂境况也难以全部预估，各种未知风险皆可能出现。例如，嫦娥三号长时间在轨，推进系统能否保证不泄漏？一次性使用的金属膜片贮箱，交付后不可测试，挤出效率如何保证？无备份的产品，一旦发生单点故障，作何处理？诸如此类的问题，航天六院早就做足了应对准备，他们本着“从源头抓起，全过程受控，零缺陷管理，确保一次成功”的质量管理思路，要求研制人员“技术回头看，问题提前想”，针对发动机工作过程中可能出现的故障，制定了相应的故障控制预案，配合总体梳理出一条发动机飞行成功保障链，力求将这些小概率事件的影响压缩到最低，确保发动机高质量圆满完成飞行任务。

　　在了解到嫦娥三号复杂的工况要求和特殊的任务特点，特别是采用了多项国内首次应用的新技术后，也有人对推进系统能否达到高性能、高可靠、高精度的要求表示担心，航天六院质量技术部副部长谭松林给出了这样的回答：“航天六院作为我国航天液体动力技术的‘领跑者’，具有相当量的成熟技术和核心技术储备，推进分系统发动机的研制，充分汲取了国内现有液体动力技术的‘精华’和先进经验，对发动机面临的所有可能的工作模式、工作裕度等都进行过试车考核，关键数据得到有效验证，质量与可靠性更是从设计源头贯穿至终，哪怕有更多的‘高难度’动作要求，我们依然充满信心。”(范丽苏 蒋蔚)