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我院多项研究成果在长征五号运载火箭中应用，助力中国航天梦
发布时间：2016-12-14
2016年11月3日20时43分，我国最大推力新一代运载火箭长征五号首次发射任务取得圆满成功，标志着我国运载火箭实现升级换代，运载能力进入国际先进行列，成为航天大国迈向航天强国的关键一步。
近日，机械与动力工程学院收到天津航天长征火箭制造有限公司的感谢信，感谢我院在解决长征五号运载火箭系列关键技术中提供的帮助。长征五号运载火箭创新难点多、技术跨度大、复杂程度高，代表了我国运载火箭科技创新的最高水平。在解决火箭制造技术难题过程中，我院工业工程与管理系、制造技术与装备自动化研究所、汽车工程研究院等多个研究团队在航天制造新模式、大部段自动化对接技术与装备、壳段自动化钻铆技术与装备、贮箱薄壁结构偏差分析与装配工艺等关键技术研究上取得了突破，为长征五号运载火箭的顺利首飞做出了重要贡献。
一、聚焦瓶颈问题，形成航天制造新模式
航天产品是一种面向订单的生产，产品复杂，研制过程中的不确定因素多，专用设备多，产品多型号交叉，设计与制造并行，研制与批产共存，传统的研制模式越来越不能适应航天高密度发射的任务需求，为全面、系统提升航天产品组批制造能力，受中国航天科技集团公司委托，我院以工业工程与管理系为代表的团队于2008年起，历时2年多，对“典型产品制造模式与流程再造分析”项目开展攻关。
项目以火箭、卫星和火箭发动机等典型产品为研究对象，综合应用系统建模仿真、价值流分析等技术方法，梳理了航天制造过程瓶颈，运用系统设施规划、生产系统集成调度等方法等对航天制造过程进行了改善，构建了活门、传动组件、涡轮泵等生产单元，规划设计了新一代液氧煤油火箭发动机生产系统，显著提升了航天产品批产制造能力。同时，提炼形成了航天单元制造模式，2010年10月，航天科技集团公司召开了航天产品单元制造模式现场交流会，正式发布了《航天产品单元制造模式实施指南》，在航天科技集团进行全面推广应用。
二、973项目：突破超大型运载火箭薄壁结构制造技术
长征五号运载火箭芯级的箭体直径为5米，是亚洲低温火箭中直径最大、发动机数量最多的火箭。超大型火箭发射过程中将承受万吨以上动载，对薄壁结构的制造精度和力学性能提出了更高要求。为突破新一代超大型运载火箭薄壁结构制造技术，2014年，我院汽车工程研究院来新民教授任首席科学家，承担了973项目“新一代超大型运载火箭薄壁结构制造的科学问题”，以超大型运载火箭贮箱为主要载体开展研究。
项目针对大尺度和弱刚度薄壁结构高精度高性能制造的技术挑战，围绕局部能场作用下薄壁结构微观组织及内应力演化规律、薄壁结构装配拓扑构型与偏差流的映射规律、弱刚性薄壁构件制造精度自适应补偿与顺应控制等科学问题开展研究，建立超大型薄壁结构控形控性制造新工艺，提升薄壁结构制造技术能力。为新一代火箭薄壁结构制造技术提供科学理论和关键技术支撑，促进我国超大型运载火箭薄壁结构制造技术的跨越式发展。
三、产学合作：提升新一代火箭制造技术
我院制造技术与装备自动化研究所，联合上海拓璞数控科技股份有限公司，与中国运载火箭技术研究院首都航天机械厂和天津航天长征火箭制造有限公司合作，开展了大部段自动化对接技术与装备、壳段自动化钻铆技术与装备开发，研究成果实现了工程化应用。
2016年，我院与天津航天长征火箭制造有限公司、上海拓璞数控科技股份有限公司三方合作，获得了工信部智能制造专项“航天中型运载火箭箭体智能制造车间试点示范”的资助。12月2日，天津航天长征火箭制造有限公司来访我院，并签署进一步深化合作的协议，三方将在运载火箭贮箱先进成形和装配工艺与装备、航天先进制造模式推广应用、航天智能制造技术装备与应用等领域深化合作，提升天津航天长征火箭制造有限公司产品研发能力，更好地适应新一代重型运载火箭的战略需求，实现我国新一代火箭制造技术的跨越。
一直以来，机械动力学院立足世界科技前沿，主动对接国家重大战略需求，承担并完成了一大批重大科研任务，在航天、大飞机、高端制造装备等基础研究和关键技术的突破方面取得了丰硕成果。实现中国的“航天梦”任重道远，机械动力学院将继续发挥高水平科研基地和人才培养基地作用，为中国载人登月、空间站建设和深空探测等国家重大战略做出重要贡献。
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