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吴立夫:巧设计 打通火箭“血管”

发布时间 : 2019-11-06     来源 : 巴黎人官网新闻中心

  火箭上的管路就像火箭的“血管”,血管是否畅通直接关系飞行成败。在飞行环境日益严苛的设计中,怎样保证根根血管畅通无阻,是航天人面对的重大命题。总体设计部2室设计师吴立夫,就是这样一个为火箭“血管”畅通扫清障碍的人。  

消除真空夹层“血管栓塞”隐患


  “冰箭”是为大家所熟知的低温火箭,与常温火箭不同,低温火箭管路有真空“夹层”,可保持低温燃料在运输中的温度。

  一次,在某重点型号产品仿真分析时,吴立夫发现,液氢真空夹层管路结构非常复杂,常规仿真分析方法精度不够高,但该预研型号一时又没有更有效的分析方法。
  吴立夫看在眼里,记在心里。他深入了解后发现,常规数据处理方法无法对复杂结构模型的计算结果进行后处理,前期研制时,只能牺牲部分建模精度以确保计算结果可处理,从而实现整体分析。
  “要为真空夹层管路开发一套‘量身定制’的仿真分析方法,提高设计精度”。打定主意后,吴立夫一头扎进自己从未接触过的Python语言领域,查资料、编程、调试、再编程,最终破解了难题,实现了对多个液氢输送管精确建模和高效分析,有效提升了管路产品设计可靠性,消除了低温火箭真空夹层“血管栓塞”隐患。

为主动脉“血管”设立“补偿机制”


  在火箭飞行过程中,发动机满负荷工作,与其相连接的管路在振动、压力等作用下,会出现一定变形。需要具有一定弹性的“三铰链”管路进行“变形补偿”。
  一次,在与设计人员交流时,吴立夫发现了一个困扰大家多年的理论难题:复杂走向三铰链管路补偿理论尚未清晰,部分管路的补偿设计不够精确。
  与发动机相连的管路,就是火箭的主动脉。吴立夫等不及领导要求,当天完成工作任务后,就开始利用业余时间开展攻关研究。两个月时间里,他白天忙常规设计和分析任务,晚上和周末都用来推演公式和验证,几乎每天都是最后一个离开办公室的人。
  不久后,他提出了“借助空间向量夹角及坐标变换计算铰链补偿变形”的新方法,揭示了复杂管路补偿变形机理,为大家提供了一套实用分析方法。对后续大量设计都具有积极的指导意义。


让低温深冷环境“血管”可视化测量


  近几年,院多种飞行器都开始涉足低温深冷环境。应用其中的管路等产品,能够胜任严苛的工作环境,还需要反复验证。

  在一次课题预研时,吴立夫接触到一个新的问题:“不锈钢和铝合金材料低温力学性能测试”,这是一个困扰大家多年的技术难题。由于测量经验的缺乏,如何实现非接触可视化实时测量成为大家的“拦路虎”。
  了解了问题的紧迫性,吴立夫主动接手了这个“棘手”的任务。他结合自己博士期间的研究经验,在光学测量设备与低温环境加载设备的匹配性、低温变形载体制备工艺、低温数字图像处理等领域,开展研究。几个月后,他成功了,实现了国内首次低温深冷环境力学实验的可视化测量。
  这些“重量级”的课题,无一不是型号研制瓶颈。日常本就承担了大量设计任务的吴立夫,只能利用晚上和节假日,泡在办公室里跟这些难题“过招”,每接手一项新任务或开展一项新课题,都意味着数月的高负荷工作。
  但吴立夫从来未退缩过,只要是型号任务需要,他就去主动做,攻克难题、实现目标,他和所有一心研制最好飞行器的航天人一样,永远在路上。

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