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看看人家怎么做研发?——奥运珠峰火炬研发纪实

奥运火炬燃亮世界屋脊——航天科工集团公司研制珠峰火炬纪实

  200858,奥运火炬在世人瞩目下由中国人举上珠峰朗玛峰!这让亲身参与珠峰火炬研制的中国航天科工集团公司干部职工感到无比自豪和骄傲。 

  800多个火炬研发的日日夜夜,航天人将国家利益高于一切的核心价值观,与航天精神、两弹一星精神和特别能吃苦,特别能战斗,特别能攻关,特别能奉献的载人航天精神,与更高、更快、更强的奥林匹克精神紧密联系,融入心中,用聪明和才智完成了祖国和人民赋予的重托。

   融航天睿智的珠峰火炬研制——技术chuangxin五大亮点

  2006117,北京奥组委正式委托中国航天科工集团公司负责开展奥运珠峰火炬研制工作。2006217,航天科工集团公司向奥组委递交了北京奥运会地面火炬投标书,地面火炬和珠峰火炬关键技术的艰难攻关相继摆开了战场。 

  在北京奥运会火炬接力珠峰传递领导小组的领导下,航天科工集团公司投入人力、财力,协同登山训练部、电视转播部、后勤保障部等兄弟单位,历时两年,圆满完成了2008年北京奥运会珠峰火炬系统的研制,完成了各系统的模样、初样、试样和定型设计与试验验证工作,并于20069月赴珠峰大本营开展了实地考察与试验工作,于20071月在漠河进行了低温、低压试验,于20073月~5月,派谴试验队进行了珠峰火炬测试,定型技术方案通过了珠峰实际环境的试验验证,取得完满成功。 

  中国工程院院士、航天科工集团公司第三研究院发动机专家、集团公司奥运火炬燃烧系统总设计师刘兴洲以及他带领的参试人员介绍了珠峰火炬五大技术chuangxin点。

  一是珠峰火炬技术chuangxin点: 

  在低温低压强风条件下的低燃速可视性好的燃烧技术:首次成功实现固体燃料配方在珠峰峰顶极端恶劣环境条件下(-40低温、0.3bar低压、30m/s大风)成功点燃并稳定燃烧,可靠性高,持续时间长,可视性好,满足电视转播要求,为世界首创。 

  恶劣自然环境条件的试验模拟技术:世界范围内首次成功实现珠峰顶极端恶劣环境条件(-40低温、0.3bar低压、30m/s大风)的地面模拟,为珠峰火炬提供了较为真实的考核环境。 

  二是珠峰火种灯技术chuangxin点: 

  长时间低温低压超低燃速暗火火种传递技术:首次实现奥运圣火火种在珠峰地区大海拔跨度(5150m8844m)恶劣自然环境条件下的长时间(10天以上)成功传递,为世界首创。 

  独创的燃烧器结构设计技术:chuangxin设计的珠峰火种灯暗火燃烧室,能够保证可靠燃烧,燃料需求量小;独特的高效轻质保温层设计,采用军民结合技术,成功解决了隔热保温要求和重量限制的矛盾,便于登山携带,使用anquan可靠。 

  独创的燃料配方设计:既保证燃烧的可靠,燃烧产物少灰无结渣,进排气通畅,减小对环境的依赖,anquan无污染;燃烧热量合适,确保在珠峰顶引燃引火器,点燃火炬。 

  三是高原火种灯技术chuangxin点: 

  抗风技术:利用简单的自然对流原理,实现了高原火种灯在高海拔地区(3800m-6500m)长时间充分稳定燃烧;采用半封闭结构+网罩的方案设计,保证高原火种灯具有良好的抗风性能。 

  灯芯调节技术:采用螺杆+滑块的滑动机构设计,满足调节火焰高度、降低成烟量的要求,调节方式简易可靠。

  四是高原火炬盆技术chuangxin点:

  高海拔液化燃料稳定燃烧技术:世界范围内首次实现液化气燃料在珠峰大本营(海拔5150m)低压大风条件下稳定燃烧。 

  独创的火焰添色技术:利用金属盐水溶液与乙醇相混合的方法,成功实现了长时间(不小于30分钟)连续火焰添色(红色),使液化气火焰在珠峰大本营高海拔亮背景下具有很好的可视可摄性。 

  五是试验技术chuangxin点:

  chuangxin性地设计了专用的小型珠峰低压大风(0.3bar低压、30m/s大风)环境试验模拟装置,为珠峰火炬系统的研制提供了便捷、廉价的试验条件;通过设备改造,实现了珠峰顶极端环境条件(-40低温、0.3bar低压、30m/s大风)的模拟,为珠峰火炬系统技术方案的可行性和可靠性提供了保证。 

  运用航天系统工程管理优势——团队集智四大攻关 

  在技术难度大、进度紧张、没有技术储备等困难情况下,航天科工集团公司科研人员坚持自主研制,经历了原理性、小型化和一体化的研制阶段,完成了火炬和高原圣火台燃烧系统的设计、试验及与外形的匹配,进行了高原火种灯、珠峰火种灯及其配套产品的完全自主研发。 

  其组织管理在采用以往航天军品型号管理模式的基础上,探索出了一条新的管理路子,实现了四大攻关”—— 

  首先,优化了组织管理。航天科工集团公司成立了科技奥运工程领导小组,集团副总经理薛利担任航天科技奥运工程总指挥,成立了奥运火炬研制攻关总指挥、总设计师两总系统,专门组建了奥运火炬试验室。时任三院副院长的于喜国担任奥运会火炬珠峰燃烧技术研究与攻关项目总指挥,中国工程院院士、中国航天科工集团三院31所发动机专家刘兴洲担任奥运会火炬珠峰燃烧技术研究与攻关项目总设计师,确定了火炬项目的技术和指挥两总系统

  其次,优化了计划、质量、技术管理。由于火炬研制进度紧迫,必须突破航天军品型号繁杂的管理环节,简化手续,灵活操作。因此,在火炬研制中提出了军品的要求,预研的模式的管理方法。通过项目管理制、制定专项计划、召开研制例会等,有效落实研制计划;在严肃认真、周到细致、稳妥可靠、万无一失16字方针指导下,按照体系为基、预防为主、持续改进、用户满意的质量要求,火炬研发质量达到了高于军品的标准;从方案确立到设计、样机、定型等各各环节的技术管理上,都采用了多方案优选的方法。同时,赋予了设计人员更多的自主权力,尽zui大可能发挥个人的主观能动性,突出了严格而灵活的特点,有力地保证了奥运珠峰火炬系统的研制。 

  在研制任务艰巨,时间紧张,需要克服多种困难才能按时保质完成任务的情况下,全体研制人员做到了有问题共同解决,有困难共同克服,有风险共同排除,有余量共同掌握。这个坚强的团队面对低压燃烧问题、恶劣条件大海拔跨度下长时间火种传递困难、保温与隔热困难、人员操作不便、火焰可视性差等诸多技术难点,开展了四项攻关。 

  一是采用系统工程研制方法。火炬系统研制需要外观设计与燃烧系统设计的统一,相互之间存在的矛盾随着工作的进展不断出现,需要在顶层设计的前提下不断进行协调。燃烧技术设计本身又具有多因素(压力、温度、风速)、多水平、多目标(火焰长度/形状、尺寸、重量、工作时间等)、多约束(成本、完成时间、anquan、与外观匹配等)的特点,往往发生牵一发动全身、分系统难以决策的局面。为此需要执行者、尤其是决策层自始至终都自觉采用系统工程的方法,抓住主要矛盾,quanmian进行分析,才能避免反复。 

  二是设计建造专用设备。先后设计建造了低压强风试验舱(P=10.3 Bar,风速V=030 m/s,雨量 Q=036000mm/h)、小型低压可移动式低压舱(P=10.3 Bar),改装了发动机高空试车台,能够较为真实模拟珠峰环境(-40低温、0.3bar低压、30m/s大风) 

  三是大力开展实地测试。在充分的实验室常规试验基础上,尽可能开展外厂实地环境条件下的试验测试(如两次珠峰实地测试,一次漠河外场环境试验等),充分暴露存在的问题与不足,取得环境影响的技术资料,为研制改进奠定良好基础。 

  四是充分利用国内相关研究单位优势。与他们合作开发,大大缩短了研制周期。 

  在珠峰火炬研发过程中,以老带新、新老结合蔚为风气。火炬研制队伍是一个老中青结合、年轻人居多的团队。这支队伍里,有知识渊博、德高望重的刘兴洲院士;有擅长攻关、精力充沛的登山队长高炳欣;有足智多谋、兢兢业业的少帅副总设计师邵文清;有经验丰富、工作认真的老研究员叶中元、任国周、朱家元,更有一批踌躇满志、不畏困难的年轻人,24人中,专职9人,年纪zui大的74岁,年龄zui小的只有27岁,硕士以上学历14人。两年多来,在老同志精心指导和手把手传带下,年轻人丰富了业务知识,积累了工程经验,成为攻克难关的有生力量。

   珠峰火炬熔铸了航天人的精神、激情、智慧和汗水,当它在珠穆朗玛峰燃起的时候,那熊熊火焰象征着中国航天人的赤诚之心!

 

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