中国航天新工艺安全标准解析
中国航天新工艺安全标准解析
引言
2024年12月17日，我国220吨级大推力补燃循环氢氧发动机首次整机试验取得圆满成功，标志着我国在大推力氢氧发动机领域取得重要突破。这一成就的背后，是中国航天领域在新工艺安全标准和关键工艺监测技术方面的持续创新和严格把控。随着中国航天事业的快速发展，新的工艺安全标准正在不断推出，以应对日益复杂的航空航天工程挑战。
航天器制造工艺安全规范
在航天器制造领域，工艺安全规范是确保产品质量和可靠性的重要保障。根据商务部、海关总署、中央军委装备发展部发布的公告，我国对航空航天结构件及发动机制造相关装备实施严格的出口管制，涉及钛、铝及其合金超塑成形/扩散连接的工具、模具、夹具等工艺装备。
超塑成形与扩散连接技术
超塑成形是指利用超塑性金属材料在特定温度和应变速率条件下表现出的超高延伸率及不易断裂的超塑性，在模具型腔内将超塑性金属板料作为被成形坯料实现成形加工，以获得各种所需形状零件的成形工艺。扩散连接则是指相互接触的两个材料表面，在温度和压力的作用下相互靠近，局部发生塑性变形，原子间产生相互扩散，在界面接触处形成扩散层，从而实现可靠连接的成形工艺。
这些工艺主要用于制造航空器结构件、航天器结构件、航空发动机以及航天发动机等关键部件。为了确保工艺安全，相关企业需要严格遵守我国相关法律法规和国际太空公约，维护国家安全和公共安全。同时，企业还需要建立完善的安全培训制度，为员工提供与其岗位相匹配的安全教育，确保从业人员熟悉新工艺、新技术的操作方法及其安全注意事项。
关键工艺监测技术
在航天器制造过程中，关键工艺监测技术是确保产品质量和可靠性的重要手段。以220吨级大推力补燃循环氢氧发动机为例，其研制过程中采用了多项先进的工艺监测技术。
数字化设计与智能化监测
研制团队秉承“数字世界反复迭代、物理世界一次成功”的工作理念，进行了大量的设计计算和仿真分析工作。通过数字化设计，实现了试验系统设备的协同化，打造了匹配试验任务需求的标准化作业流程。同时，试验台以柔性化、智能化和数字化为设计理念，实现了试验产品交接高效化、安装测试模块化、工艺监测一体化、过程管理规范化、人机交互虚拟化等“五化”目标。
试验能力提升
本次试验是国内规模最大的氢氧发动机整机试验，承担试验的试验台首次开展氢氧火箭发动机试验。试验考核了补燃循环氢氧发动机起动、关机及组件工作的协调性和匹配性，验证了补燃循环氢氧发动机系统方案的正确性和可行性。试验所用液氢由六院研制的我国首套吨级氢液化设备生产制备，进一步提升了我国在航天领域的自主创新能力。
航天材料可靠性标准
在航天领域，材料的可靠性直接关系到航天器的安全性和使用寿命。超高分子量聚乙烯纤维因其优异的力学性能，在航天领域得到广泛应用。根据相关出口管制公告，我国对超高分子量聚乙烯纤维及其相关物项实施严格管控。
具体要求包括：断裂强度≥40cN/dtex、初始模量≥1600cN/dtex且未加捻的超高分子量聚乙烯纤维；由超高分子量聚乙烯纤维制成的软质无纬布叠层，在面密度≤5.3kg/m²的情况下，防1.1g标准模拟破片（17格令模拟破片FSP）V50≥700m/s（按照GJB4300A-2012附录B《弹道极限V50试验方法》测试）；以及生产上述物项的技术及其载体，包括设计图纸、工艺规范、工艺参数、加工程序、仿真数据等。
这些严格的标准和管控措施，确保了航天材料的可靠性和安全性，为我国航天事业的持续发展提供了坚实保障。
结语
中国航天事业的蓬勃发展，离不开新工艺安全标准和关键工艺监测技术的支撑。从航空航天结构件的制造到发动机试验，从材料可靠性标准到数字化监测技术，每一个环节都凝聚着中国航天人的智慧和汗水。随着技术的不断进步和标准的不断完善，中国航天必将迎来更加辉煌的未来。
