随着“嘭”的一声，一朵巨大的红白“伞花”在着陆场上空绚丽绽放，承载着三名航天员的神舟十二号飞船返回舱缓缓下落。今天，在航天员平安着陆的那一刻，中国航天科技集团八院动力所研制生产的着陆反推发动机又一次担负起保护航天员的重任，再次为祖国的航天事业立下新功，这也是该产品第12次为载人飞船返回舱的顺利“回家”保驾护航。
零隐患带来“稳稳的”幸福
着陆反推发动机是神舟十二号飞船上的重要设备，是决定航天员能否安全回家的最后一棒。自1994年加入921工程研制队伍以来，八院动力所一直致力于反推发动机的研制，拥有坚实的技术基础和丰富的研制经验，其承制的神舟1号至神舟11号飞船的着陆反推发动机均圆满完成了飞行任务，确保了11名（14人次）航天员安全返回家园。
项目指挥介绍，2017年6月接到此次任务，虽然之前承担过多批该种发动机的研制任务，但面对此次产品部分结构件生产需要工艺优化，成品质量需要提升等问题，只有不断地优化设计、加严试验验证和考核、加强过程质量控制，确保了研制生产任务的高质量完成。
针对本次任务要求，动力所研制团队为发动机“量身定制”多项工艺改进措施，系统分析了可能存在的薄弱环节和风险，并策划了全面的力学和温度环境试验考核，模拟发动机实际的贮存、使用环境，以确保发动机在贮存、运输、装卸、使用过程中经受自然环境和诱导环境后的结构完整性和发动机性能的稳定性。相对于之前的产品，如今的发动机推力更大，工作时间控制更准，质量一致性更好，产品可靠性也更高。由于此次飞船在太空中停留时间较长，面临的考验也更加严酷，为了保证产品的安全性和可靠性，在生产的31台产品中，研制团队共抽取了16台进行了药柱抽检（验收）试验、性能摸底试验、鉴定试验等各种考核验证试验。
“软着陆”不惧“硬碰硬”
返回舱从太空回到地面时，进入大气层的返回舱首先利用降落伞稳定其运动姿态，然后着陆反推装置进一步减小返回舱的下降速度。虽然此时已进入着陆缓冲环节，但返回舱仍具有很高的速度和较大的动能，该速度下产生的“硬碰硬”撞击极有可能会对航天员的脊柱造成损伤。
为了保证航天员的生命安全，并且在着陆的最后一瞬依然有良好乘坐感受，着陆反推发动机通过“精准配合”，在降落伞减速的基础上，进一步减小垂降速度：在返回舱距离地面大约1米时，安装在返回舱底部的四个着陆反推发动机将自动点火，并以极强的缓冲力帮助飞船实施“软着陆”。
据了解，为了保证航天员和返回舱内设备的安全，四台反推发动机必须在10毫秒内同时点火，故对发动机质量的一致性要求极高。如此精准而精确地动作，少不了研制团队的严格要求。为此，动力所研制团队对发动机的设计、生产、制造、试验等全程各个环节均严格把关。为了保障发动机性能精度高，在生产、装配全程，每个零部件都经过了严格的检测。其中，在金属零部件的生产环节，为了随时掌握工艺变化，工艺人员全程现场跟踪指导，各工序专职检验员全程参与，各零部件均有完整的原始记录，以确保产品的可追溯性。
最终，这四台着陆反推发动机没有令人失望，它们在预定时间内精确、同步点火，此时的返回舱仿佛被踩下了一脚稳、狠、准的刹车，安稳又轻盈地着陆在预定位置。
新工艺“如虎添翼”
随着总体要求的不断提高，对着陆反推发动机的设计和制造也提出了新的更高要求。为此动力所研制团队开展了大量的新工艺技术研究与攻关，为发动机的性能“如虎添翼”。
在以往的着陆反推发动机研制中，发动机喷管体、前挡药板、后挡药板与挡环均采用发黑的方式进行防锈的处理。而发动机内、外为禁油环境，由于脱油后易导致氧化膜耐蚀性差，附着力差，故在禁油环境下使用的钢制零件禁止采用化学氧化防护。为此，研制团队通过多次攻关、多方案比较，决定将防锈措施更换为不锈钢材料或采用其他镀覆工艺。经过多轮优缺点的分析、仿真计算和试验验证，最终研制团队从技术状态的更改变化最小，更改方案的技术成熟度、可靠性最高，所需要验证试验最少等方面综合考虑，采用涂覆达克罗方案。该工艺可以在保证防锈的同时，提高产品在高温、强腐蚀环境下的耐受性，进一步提高产品可靠性。
此外，在传统的加工方式中，发动机前、后挡药板大多采用多零件焊接的成型方案，该工艺完全由工人师傅手工焊接而成，不仅耗时耗力，产品质量一致性也难以保证。随着近年来动力所数控加工技术与水平的逐步提高，研制团队取消以往的多零件加工、焊接、整形等工序，优化为采用铣床工艺单零件整体数控加工成型方案，进一步提高了加工效率与产品合格率。
作者：史博臻 费昱
来源：中国航天科技集团八院
责任编辑：Rex_02
