与以往六发火箭相比，长二F第七发火箭主要在两项3个技术方面进行了革新：为提高火箭可靠性而进行的自生增压管路系统铝管改钢管的方案研制，以及为解决火箭异常振动问题而进行的变能量蓄压气研制。同时，科研人员还攻克了破裂膜片组件等技术难题。

　　全力攻破“铝改钢”

　　长二F第六发火箭成功发射后，型号队伍技术人员在后续遥测结果分析时，发现火箭飞行至第415秒左右时出现异常现象：二级尾舱热环境参数出现较大幅度跳变或趋势转折，姿控系统、箭体轴向加速度以及动力系统等部分参数也出现了异常。

　　为了探究这些异常变化，火箭研发团队在两年半的时间内，组织国防科大、中科院等科研单位，开展了一系列理论研究，确认了在第415秒过载和加速度的跳动现象属于异常现象。此后，研发人员着手对火箭进行改进。经真空喷流等试验，研发团队确认了第415秒的异常现象是由增压管路故障所造成。为此，研发人员设计了二级增压管路铝改钢的技术方案，进一步提高了火箭的可靠性。

　　据介绍，科研人员在每发火箭发射前，都需要对火箭进行整体定量评估，以确认火箭的可靠性水平能够完成载人航天任务。此次“神七”发射前，长二F火箭的可靠性评估值达到0.9807，充分表明长二F火箭的可靠性工程已经成熟，不仅将风险值进一步降低，而且推动火箭可靠性水平持续提高。

　　解决异常振动难题

　　2003年10月，航天员杨利伟搭乘“神五”升空时，身体曾感到短暂不适。长二F火箭研制人员在了解到这一情况后，立即分析数据，查找原因。数据分析显示，火箭在上升期间曾出现了短暂的共振现象。为此，研制人员对搭载“神六”飞船的长二F火箭进行了改进，减轻了“神六”航天员身体的不适感。但技术人员通过对遥测数据进行分析，发现火箭起飞后第126秒开始，还是出现了逐渐增大的纵向单频振动，频率约为8赫兹（以下简称为“8Hz振动”）。如果这一问题得不到解决，“神七”上的航天员还可能会产生同样的不适感。

　　经过深入的分析研究，研制人员发现“8Hz振动”现象产生的原因是助推器动力输送系统导致的典型的纵向耦合振动。在进行理论研究后，研制人员开展了稳定性分析方法研究和振动抑制设计工作，最终确定了使用变能量蓄压器来抑制振动的方案。为验证分析结论和所采取措施的有效性，型号队伍技术人员分别进行了变能量蓄压器研制试验、管路试验以及点火控制线路验证试验；根据确定的改进方案，完成了新蓄压器以及点火控制线路的设计、生产和总装测试。

　　在新的设计中，“神七”除了将蓄压器改进为变能量蓄压器，还首次选用双层凸凹膜片代替以往使用的平膜片，膜片外径和膜片厚度也都进行了进一步更改，并新增爆炸阀门组件。由于新型膜片结构和焊接形式是第一次在运载火箭总装厂使用，因此工艺方法必须重新设计，工艺参数也必须重新摸索。为了顺利完成任务，导管加工车间从2007年3月开始进行新设计的技术攻关。经过细致研究，工艺人员选定了将4层凹凸膜片一同焊接的方案。焊接过程中，攻关人员设计了工艺装备，以其结构和精度来保障和控制焊接伸出量、端接间隙及端接错位量等关键工艺参数。

　　试验初期，为了让膜片和焊接工装匹配好，工艺和操作人员费了很大心思。他们将膜片一片一片地与工装配合，根据膜片的实际尺寸返修工装，最终找到了最佳匹配点。在做典型试验的时候，由于共振，新装爆炸阀门的导管出现了断裂现象。为此，工艺员提出了在导管与壳体易接触的地方安置支架的想法，最终解决了断裂问题。

　　为了解决凸凹两种膜片在不同的成型模具上压制后，两种膜片的内外径尺寸保持一致性的问题，钣金加工车间员工尝试了不同办法。最初，他们使用聚胺脂复合成形膜，膜片成形后型面较好，但每次更换聚胺脂之后，内外径不能保持一致。随后，员工将聚胺脂模成形改为钢模成形，虽然单一膜片不同批次冲切后内外径可确保一致，但又因为模具的回弹量不同，影响了膜片的波高及内外径。经过一次次的尝试，一点一点的摸索，工人们终于确定了凹凸膜片各自的回弹量,并以此为依据,完善工装图,返修模具,生产出了满足焊接要求的膜片。

　　攻克关键部件

　　破裂膜片组件是长二F火箭自生增压系统的关键部件。组件由栅、破裂膜片以及垫圈组件组成。此次“神七”发射，设计部门在第七发火箭上首次采用了将膜片、栅与挡圈采用焊接的形式连接在一起的方法，以解决易漏气的问题。其中，组件中间带有刻痕的膜片是影响爆破压力的关键。最初，膜片按照设计给出的刻痕深度数值，但在焊接后，爆破压力并没有达到要求。经仔细分析，工艺人员继续不断尝试：选一个深度，焊接一件组件，测量一次数值；再选一个深度，焊接组件，再测数值……不断反复。一丝不苟的工作最终换来了符合要求的数据。

　　由于膜片焊缝为多层不加丝、不等厚、不同材料的焊接，待焊表面清理困难，同时容易造成层间夹气，使焊缝内形成气孔缺陷；在进行不等厚焊接时，由于薄厚材料温升速率差距大，焊缝中心易产生偏移，甚至会产生未焊上情况出现。但是，如此多的难题并没有消磨掉攻关人员的意志，反而激起了他们向困难挑战的斗志，研发了多种创新方法：第一次采用编程弧焊机器人进行焊接，第一次采用氦氩混合气体进行保护……他们为打造运载火箭精品，反复研究机器人程序，无数次的试验确定混合气体比例、电弧长度、焊接参数……如此多的付出最终换来了成功的喜悦！

　　严把质量控制

　　“神七”与“神六”飞行任务相隔3年。3年间，生产任务和管理的不连续给航天产品质量的稳定性造成了很大影响。为此，研制人员制定了一系列质量管理措施，为“神七”构筑起坚强的防护网。

　　研制人员要求，火箭生产的每个阶段都要求做到交付总装的零部件产品无故障、无隐患、无多余物；总装过程中无多余物、无压线、无错漏检；贮箱液压、气密试验时间分别由15分钟、10分钟延长到20分钟，导管液压、气密试验时间由3分钟延长到5分钟，以避免最微漏的焊缝；所有X光底片由无损检测专家和专业技术人员再次确认；直径在14毫米以下的不锈钢导管和直径在30毫米以下的铝合金导管重新进行内窥检查，让可能存在疏漏和也许经过一段时间才能显现的问题得以避免……即使是最细微的疏漏也逃不过工作人员锐利的双眼。

　　对于火箭研制人员来说，类似的严防措施不胜枚举。质量复查和评审工作不仅落实在此次产品的各方面，研制人员还将参数与第五和第六发火箭的各项试验、测试、质疑等方面的数据进行对比，发现不同后立即分析原因。运载火箭总装厂编制了《长二F火箭箭上（含地设）产品质量检查确认及验收评审要求》，制作的各种表格比其他型号的多了十几个，而且评审比其他型号的评审多了由设计人员、质量监督代表参加的预评审环节，为确保质量把好最后的关口。

来源：知识产权报记者　胡嫚　特约记者　杨建　宋丽芳　霍同仁