长征四号乙火箭首飞成功

青年报·青春上海特派记者 刘晶晶 通讯员 范文超 张聃

1988年9月7日，中国航天科技集团有限公司八院抓总研制的长征四号甲火箭成功首飞；2018年10月25日，八院抓总研制的第100发——长征四号乙火箭在太原卫星发射中心升空；2023年10月24日，长征二号丁火箭在西昌卫星发射中心腾空而起，八院抓总研制的长征系列运载火箭第200发任务圆满成功。从几年一发到一年几十发，从30年100发到5年100发，中国航天科技集团八院不断推动航天科技进步，在一次次转型升级中彰显上海的魅力。记者也走进上海航天，去探访火箭“升级”背后的故事。

 工艺迭代  从“一条焊缝”到“一个贮箱” 

细数每个舱段的手工熔焊焊缝，它们时常因为温度、湿度的变化对产品的稳定性造成影响。为此，八院149厂紧紧围绕“一切为发展”的思想，从“一条焊缝”开始攻关，到2014年首件搅拌摩擦焊箱底在长征四号运载火箭完成首飞。这一路走来，便是十余年。

2001年，一项全新的、开创性的焊接技术——搅拌摩擦焊技术被提上了研制日程。彼时，149厂立即组建起一支年轻的研发团队，开启了搅拌摩擦焊工艺研究和产品应用开发工作，从而创造出了多个“第一”。2006 年9月，国内第一份搅拌摩擦焊企业标准通过评审；2007年4月，国内第一条搅拌摩擦焊的贮箱箱底瓜瓣纵缝焊接成功；2008年1月，我国运载火箭第一个搅拌摩擦焊箱底顺利通过压力强度试验……

回想起此次压力强度试验，负责焊接的黄征说道：“当时，焊接、X光都没问题了，马上要进行试验了。但现场很压抑，就像自己的孩子要参加高考一样。”随着贮箱内压力逐渐提升，每一个人都紧盯着压力表的数值变化。最终，1月15日晚19:25时宣布了试验成功。黄征和团队悬在“嗓子眼”的心才落定下来。

同年7月28日15时，149厂新研制的全搅拌摩擦焊贮箱箱底通过打压试验。如此一来，贮箱的圆环、瓜瓣等产品都实现了搅拌摩擦焊的应用，并且在搅拌头缓缓“离开”贮箱后，那个不起眼的“收口”也不见了踪影。由此，我国第一个真正全搅拌摩擦焊的运载火箭贮箱箱底在八院149厂诞生了。

经过6年的“马拉松”，团队把目光聚焦到长征四号三级共底贮箱研制上。终于2014年全搅拌摩擦焊箱底在长征四号运载火箭上实现了首飞，成功将“工程”变成“应用”。

长征二号丁火箭成功发射

 智能产线  打造火箭“皇冠”助力长六甲首飞 

在运载火箭箭体结构中，每个贮箱两端的半球状底面被称为火箭的“皇冠”。为了消除“皇冠”的焊缝，149厂通过充液拉深成形、镜像铣削、快速防腐等技术，实现了世界首个3.35米充液拉深超大超薄整体成形贮箱箱底在长六甲首飞的成功应用。

回想这顶“皇冠”诞生的历程，他们未曾放弃、未曾止步。在探索工艺技术的道路上，团队从各专业抽调主力，组成了以金属成型、精密加工、数字化焊接等专业在内的联合攻关团队，并从“落实责任分工、优化队伍配置、调配优势资源、积极打造平台”四个维度入手，系统化部署和推进整体箱底研制工作。

在2013年研制攻关伊始，149厂首次提出了流体高压技术用于超大尺寸超薄构件的加工制造。其间，他们无数次的“挑灯”研究、方案迭代，在“问题”中寻找答案。

在火箭贮箱整体箱底成形技术中，充液介质的流速和压力响应速度关乎着产品技术的稳定性。为此，149厂研制团队必须要让无形的液体听得懂“指令”。整底工程化应用负责人胡蓝博士介绍道：“我们在箱底成形过程中，相当于用一个重达1.5万吨的‘铁锤’一击即中。”这个过程相当于在一个硕大的密闭游泳池中，将近万瓶矿泉水一边向内注水，一边往外放水，从而满足板材的冲压压力和支撑作用。

随后，这个箱底便来到了镜像铣削设备中，通过智能化激光扫描仪来采集“皇冠”上每一个信息。设备中的五轴运动机构就如一只灵活的“双手”，拿着高速运转的铣刀在箱底的内、外两部分进行铣削，从而保证了箱底的铣削精度。经过3年多的努力，149厂的镜像铣技术便可以在一个厚度如“蛋壳”一般的产品上进行“雕刻”，加工周期缩短到了原来的三分之一，实现了箱底精密加工技术指标和生产效率的双突破。

为了让“皇冠”穿上专业的“防护服”，149厂提出了悬挂式大尺寸箱底化学氧化处理喷涂工艺，通过智能化“命令”，让喷枪按照指定路径、速度、方向进行喷涂。这就好比让“皇冠”在翻转夹具的“夹持”下，“腾空”完成多个绕轴360°旋转。在一次次“转身”后，它便穿上了“新衣”，从而满足了不同规格的铝合金贮箱整体箱底化学氧化，保证了箱底不同区域成膜的均匀性。

长征四号甲火箭首飞成功

 数字应用  打通生产制造“上下游” 

在数字应用的建设中，149厂把“工艺设计数字化”作为了第一根“硬骨头”。航天企业作为多单位协同设计、制造、生产的庞大体系，必须拥有一个基于中心域的跨单位协同发展的网络体系，实现文档、部件、CAD文档、更改单、更改请求、偏离单等业务数据的跨域预审、跨域会签、跨域发放等业务。

“这些年，我们将早已‘服役’的MES数字化系统接入到了生产流程的前端和末端。”149厂长征四号运载火箭总装副主任工艺师王钰奉指着触摸式可视化管理界面说，“两个系统的配合，让生产线更加‘多变’了。”王钰奉提到的总装MES系统就是基于工艺方案改进的数字采集系统。

此前，149厂联合各单位在前期研制中深入完成了ERP、PDM、MES等系统的升级及优化，实现了设计制造协同、基于模型的三维结构化工艺设计、生产过程透明管控和以项目为主线的集成运营管控。从而，149厂构建大数据平台，推动制造智能与运营智能分析决策，为运营管理和生产管控提供决策支持。

随着创新技术深入总装现场，149厂重塑了运载火箭子级总装流程，重组生产模块，通过模块化的生产方式满足了纵横交错的任务生产需求，逐步形成了小团队产品化总装模式，让整个总装流程“活”了起来。

以长征四号运载火箭为例，工艺人员将原本66份工艺文件编制了一套由30余份流程化总装工艺组成的全新方案，在做减法的过程中形成了贯穿全流程的高效益生产模式，总装时间缩减了三分之一。

如今，一台台触摸式可视化管理系统和一个个数字采集系统成为每个工位必备的设备。它们将原本离散的台账信息、实时工时、工步任务、声像数据、信息反馈、检验完工等环节融入总装过程中，形成了“一站式”柔性装配生产线。当总装人员手指轻轻在设备上划过后，一个个工序、一个个质量记录便在指尖“跳动”。

青年报·青春上海特派记者 刘晶晶 通讯员 范文超 张聃

编辑:张红叶

来源:青春上海News—24小时青年报