早上8点,一身「航天蓝」的何小虎准时出现在航天六院西安航天发动机有限公司35生产车间内。和同事开完班前会后,他开始给车床热机,然后将半成品喷嘴放入料仓,由此开始了一天的工作。不久后,一个个银色的离心式喷嘴加工完成,整齐出列,水滴形的离心孔点缀其间,「这些都是用于液体火箭发动机的离心式喷嘴,每个喷嘴有12个直径为1.05毫米的离心孔,且这些离心孔的一致性误差必须控制在5微米,也就是相当于A4纸厚度的1/20。」
发动机被称为火箭的「心脏」,作为液体火箭「心脏」的钻刻师,西安航天发动机有限公司35车间数控车工、高级技师何小虎,长期从事液体火箭发动机涡轮泵和推力室相关零部组件的精密加工,离心式喷嘴便是其中之一。2018年,面对中国空间站建设对火箭发动机喷嘴的巨大需求,他和团队艰苦攻关,最终在直径为半根头发丝大小的空间内,实现了离心式喷嘴的无毛刺加工,大大提高了产品生产效率和合格率。如今,这一个个小喷嘴已助力120吨液氧煤油发动机形成磅礴推力。何小虎也因突出的表现,先后荣获中国青年五四奖章、大国工匠等荣誉称号。◆文:香港文汇报记者 张仕珍 西安报道 图:香港文汇报陕西传真
出生于陕西延安农村的何小虎,早在高中时期就在心里埋下了「航天梦」的种子。2003年,当神舟飞船把航天英雄杨利伟载入太空的那一刻,何小虎热血沸腾,他默默给自己定下目标:以后要成为一名航天人。
专业车工毕业 入职被老师傅震撼
2010年,从陕西工业职业技术学院机械制造与自动化专业毕业后,何小虎以实操第一名的优异成绩如愿进入航天六院西安航天发动机有限公司,成为一名车工。「当时作为学生的我,觉得自己水平还是非常高的,但来到单位的那一刻,我就被师傅们深深地震撼了。」
何小虎至今仍记得,刚入职时就听说了「航天钻头」、全国劳模曹化桥的事迹。「在那个火箭发动机零件加工主要依靠手工钻刻的时代,为了保持视力,确保钻刻时的精度,曹师傅居然几十年都没有使用过电视、电脑等电子设备。」这个故事让何小虎学生时代的「骄傲」一扫而空。从那以后,做一名合格的航天人就成了何小虎不懈的追求。
泡在车间苦练技术 挑战创新攻难题
为了成为一名好车工,刚开始工作时,何小虎每天都把自己泡在车间苦练技术。「车工行业流行一句话叫『好车工一把刀』,刀具刃磨是最基本的技术,那时候经常一磨就是几个小时,手上磨出血泡是常有的事。」何小虎说。
更多的时候,他会把一个产品装到数控机床加工完以后,再从数控机床上取下来测量,把它清洗完放到规定的位置。「我加工过耗时最短的一个产品只需要10秒钟,每天就在车床跟前不停地重复相同的动作。」一开始,何小虎也曾怀疑这份枯燥工作的意义,但时间长了,他开始思考:「我能不能通过创新方法在有效时间内加工出更多的零件?能不能超越极限、超越以前的加工状态呢?」
因为思想比别人多一点,手法比别人快一点,加工思路比别人多一点,何小虎在车间总是显得与众不同。他的师父董效文甚至给他起了「何三多」的名字。
也正是因为勤奋刻苦,何小虎得到了飞速的成长。2018年初,随着中国空间站即将进入建造阶段,发射任务众多,发动机喷嘴的需求量从每年1万多个激增到4万多个,然而当时喷嘴加工效率低、难度大的问题,困扰着车间多年。面对这项难题,何小虎主动提出,想用数控机床把加工和去毛刺的过程一次实现。
误差须控制在5微米 相当于A4纸厚度1/20
「一枚长征五号火箭的发动机需要2,160个喷嘴,每个喷嘴有12个直径1.05毫米的离心孔,这些离心孔的一致性误差必须控制在5微米,也就是相当于A4纸厚度的1/20。」何小虎告诉香港文汇报记者,过去喷嘴一直采用传统的机械加工,加工后形成的毛刺还必须配一个经验丰富的老师傅手工去除,不仅效率低,合格率也低。「一旦出现毛刺,喷嘴不能稳定工作,严重的话还会影响发动机正常工作。」
但他提出的方法,涵盖了钳工技术、数控铣工技术、磨削技术等加工全流程技术。那段时间,为了提高自己的综合技术能力,下班后的何小虎经常去其他车间「偷师」。到2019年底,经过几轮上百次的试验,何小虎将传统钻削改为铣削,在半根头发丝大小的空间内实行三轴联动加工,最终精度完全达标。他并利用车刀和磨头交叉去除毛刺的方法,实现了液体火箭发动机离心式喷嘴无毛刺加工,将产品一次合格率提升到99.9%,效率提升两倍多,每年节省成本上千万元。
2021年4月29日11时,「天和核心舱」发射升空,完成中国空间站建设的首战,何小虎的心里激动难掩。「这是无数航天人苦苦奋斗的结果。」如今,随着中国航天事业的不断发展,各种离心式喷嘴每年的需求量达到30多万件,但在何小虎团队的努力下,智能化的生产方式已经破解了供不应求的难题,一个个小喷嘴已助力液体火箭发动机形成磅礡动力,助推着中国航天事业飞得更远。