8月8日，国务院印发了《“十三五”国家科技创新规划》，其中对研制重型运载火箭进行了清晰描绘。几天前，由中国航天科技集团公司六院自主研制的重型运载火箭500吨级液氧煤油发动机首次燃气发生器-涡轮泵联动试验取得圆满成功。
500吨级液氧煤油发动机是我国可预见未来研制的最大推力液体火箭发动机，对支撑未来发展具有重要意义。“除了吨位大，该型发动机是我国首台全面采用数字化技术研制的大推力火箭发动机。”六院11所所长李斌介绍。
数字化三维设计为“快”而生
“研制这款发动机，不少技术指标要达到世界一流，攻关难度可想而知。”该所副所长刘站国感慨。
为化解技术跨度大带来的研制风险，国防科工局和集团公司创造性地提出增加“关深研制阶段”，即开展关键技术攻关和方案深化论证。在此基础上，六院提出了关深阶段与研制并行开展的思路。但是，短时间内如何并行完成这两大方面工作呢？
“想要快，只能从改变设计流程和研制手段中找出路，而数字化就是一剂良方。”刘站国说，正是在这样的背景下，采用数字化三维模式设计重型火箭发动机的思路应运而生。
新设计模式有点“甜”
以重型发动机研制为契机，六院全面推行全三维数字化研制模式，在搭建和完善厂所数字化平台的基础上，组建了发动机总体牵头的重型发动机IPT（集成产品开发）团队。
其中，11所重型发动机数字化设计团队由总体室、专业室、信息中心和标准化相关人员组成，平均年龄31岁。
他们是数字化三维设计的拥趸者，更是推动者。在短时间内，他们制定了20余项数字化管理规定，完成了总体方案的深化、骨架模型的发布和三维模型设计下厂。
主任设计师杨亚龙介绍:“通过三维设计，在模装阶段消除了发动机复杂结构装配过程中的干涉问题，促进了组件级与系统级多学科仿真，使边界条件、载荷情况与约束条件更为真实，仿真结果更加可信。
同时，在设计中工艺提前介入，最大程度地避免了操作流程反复，实现了工艺与设计并行。设计人员在论证过程中对方案优化的热情也大大增加了。”
“从实际来看，数字化确实让产品做得更可靠了。”重型组组长高祖兴举例说，“推重比是发动机的重要指标，这个数值越大就意味着发动机能产生的推力越大。以往发动机只有在真实产品出来后才能确定这个值，重型发动机由于采用数字化设计，可随时监控、调整组件分配值直至满足要求，从而使重型发动机的推重比达到世界先进水平。”
此外，通过数字化设计，发动机重要组件涡轮泵的效率也比以往显著提升，而且仅用一年多时间就实现了所有结构的三维模型下厂，相比以前缩短了一半时间。新模式的“快”让生产厂的主管工艺人员也大为惊叹。
推动人才建设和矩阵式管理
上世纪90年代，波音公司在777上首次成功实现全三维数字化设计和制造，团队协作和并行设计是其精髓。
我国以往发动机设计采用串行模式，更侧重个人把关的流程。为适应新模式，11所进行了深入探索，逐渐形成了“IPT可以离开数字化，但数字化离不开IPT”的共识。
采访中恰逢重型IPT团队进行“头脑风暴”，投影仪上显示的三维模型在设计人员操作下时而翻转变形，时而组合分解，设计和工艺人员围坐一起，热烈讨论着发动机装配和运输的相关方案。其间，杨亚龙几次提到“要有数字化思维”、“要建立数字化配套规范”……
对于他和设计团队这批“吃螃蟹”的人来说，数字化带来的甜头可谓鲜美的螃蟹肉，但蟹肉可口也不是没有扎过嘴。扎嘴的事归根到底是观念转变的问题，杨亚龙说：“数字化不应是设计人员‘剃头挑子一头热’，提高整个链条的数字化程度迫在眉睫。”
这个问题也是李斌一直在思考的，“在重型发动机数字化工作开展初期，我们组建了由总体室牵头、多部门人员组成的设计队伍，从基础平台建设、三维建模软件培训、数字化规范制定等方面开展工作。目前，这支队伍已经成长起来，成为推动数字化设计工作的中坚力量。”后续，如何加大数字化人才培养力度和资源配置，进一步探索型号产品的矩阵式管理模式，最大限度地发挥这一新技术模式的优势，成为摆在他案头的重要课题。
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