最近，藍箭航天“天鵲”（TQ-12）80噸液氧甲烷發動機完成裝配的訊息讓不少讀者興奮不已。總裝的完成，是一型發動機作為一個整體的首次面世。雖然發動機只是火箭的一個部分，想把她成功的組裝在一起可不是一件容易的事。這需要總裝設計師、工藝設計師、裝配人員通力合作。
拼？先要設計好
總裝的設計方案，
直接決定了發動機結構是否協調可靠、裝配對接和使用維護是否快速方便、通用擴充套件是否簡單易行
，當然，還直接決定了發動機的“顏值”。
發動機採用什麼搖擺方式？發動機各元件如何放置和連線？管路怎麼走才合理？跟火箭、伺服機構怎麼連線？採用什麼材料和製造工藝等等問題，都是總裝設計師應該考慮的。
提起這項工作，藍箭航天發動機總裝設計師裴曦說：
作為一個合格的發動機總裝設計師，需要了解火箭總體對發動機的各項要求，同時也要深刻的理解發動機系統和各組合件的工作原理及結構特殊性需求
，熟練掌握並運用結構設計、模擬計算、材料工藝、製造裝配等知識和工具。從初始的構想到最終的產品，要經歷多次的設計、計算、溝通、協調、驗證、改進過程，反覆迭代，達到效能、質量、成本和可靠性的完美平衡。好了，下面進入看圖說話時間。
“天鵲”（TQ-12）80噸液氧甲烷發動機
上圖是一臺總裝好的“天鵲”，她採用了
單臺同軸式渦輪泵豎置、泵後搖擺的總體設計方案，
發動機泵後管路環向佈置，可實現單向、雙向搖擺。
發動機需要為火箭提供推力向量，技術方案可以採用泵前搖擺和泵後搖擺。傳統的發動機採用泵前搖擺方案，造成轉動慣量增加、重心偏移和各種作用力，給伺服機構帶來額外的載荷，增加了火箭控制的難度和成本。而泵後搖擺方案，則能很好的解決這些問題，但技術難度更大，藍箭航天的”天鵲“發動機已突破相關技術，採用了先進的泵後搖擺。
同時，”天鵲“發動機還大量採用了
模組化的設計思路
。傳統的液體火箭發動機裝配和拆卸基本以零元件為單位，裝配工藝複雜，裝配週期長，使用維護不便，不利於批次生產和維修更換，也不利於發動機的通用擴充套件。
透過創新的模組化設計思路，”天鵲“發動機設計了各種不同的功能模組，各個模組可並行裝配，互換互用，輔以先進的數字化設計、裝配和製造技術，可大幅度
提升裝配質量、縮短裝配週期。
在此基礎上，再配備智慧化裝配、測試裝置，可進一步實現流水線生產模式，為未來發動機的大批次生產打下堅實的基礎。
同時，”天鵲“發動機的通用性和擴充套件性也得到了很大的提高。透過對基礎型發動機模組的變化組合，可
形成各種不同推力和搖擺方式的並聯發動機
，適應各型別火箭的需求。發動機絕大多數核心部件將實現通用，可大批次生產並充分考核，以大幅度降低發動機製造成本，提高可靠性。
總而言之，火箭發動機的第一次組裝，一定是在火箭發動機設計師的大腦中。小編曾經看過一個美國J-2X火箭發動機設計製造組裝試車全過程的影片。龐大的發動機的組裝歷程就是從設計師手繪的一張草圖開始的。
像搭樂高一樣搭發動機？沒那麼簡單
設計思路搞定後，就是和裝配的銜接問題了，雖說“天鵲”採用的是模組化的工藝設計，但總裝設計師們面對的可不僅僅是已經交付好的單機模組拼接問題，而是要把發動機
包括推力室、渦輪泵、閥門、總裝部件及管路、
調節元件
等上千個零部元件的空間相對位置精細的考慮清楚，並落實成圖紙。
這些圖紙將會成為後續工藝人員和工人裝配的依據。但再精細的圖紙，也不可能避免出現問題，零件的空間位置關係是否到位，極有可能要到總裝階段才能驗證。這個過程猶如古代娶親，雖然經過三媒六聘，但總歸是盲婚啞嫁，洞房花燭夜才知脾氣秉性美醜德行。而重新設計又是一個牽一髮而動全身的過程，這對於向來強調倒排計劃的航天人來說，造成的影響是很大的。
“天鵲”（TQ-12）80噸液氧甲烷發動機裝配
”天鵲“發動機在設計過程中，採用了全三維數字化設計和計算機模擬技術來搞定圖紙的問題，但是圖紙並不是萬能的，不知道大家有沒有遇到過這樣一種情況，你極其順利的拆了一個鬧鐘，卻無論如何都無法把它按照原樣安裝回去，甚至會發現多了幾個零件而不知道是哪裡的；即便安上了，可能也會發現鬧鐘總是不如原來的好用。這就是裝配時出了問題。一個小小的鬧鐘尚且如此，火箭發動機這樣一個複雜的系統就更不用說了。
任何一個火箭研製單位，都不敢忽視總裝環節，特別是發動機的裝配質量，直接影響著火箭發射的成敗。這是有血淚史的。
1999年11月15日，一枚日本H2型火箭發射升空後嚴重偏離軌道，在無法挽救的情況下，地面控制中心透過遙控將其引爆。這次失敗是由於第一級發動機內部的配管破裂，導致氣體洩漏，使發動機停止工作的。
類似的事例有很多。可以說，當所有生產過程走到最後一步，所有零件都集合到一起的時候，
裝配工人的雙手，就是決定火箭發動機質量的最後一步
。
掌握髮動機“命脈”的人
發動機產品結構複雜，特別是發動機上形狀各異的導管，是整個裝配的難點。如果發動機被稱為火箭的心臟，那麼導管就是心臟上的血管，為發動機隨時輸送血液。任何一根管子的洩漏或破裂都會對火箭造成重大影響甚至導致整個發射的失敗。所以，從某種程度上來說，
負責發動機總裝的工程師們，是名副其實的掌握了發動機“命脈”的人。藍箭航天智慧製造基地發動機生產部工程師彭武龍覺得，為發動機安裝導管無異於給心臟做了一次外科手術。
由於火箭總體對發動機空間有極其嚴格的限制，這些管路不能像樹枝一樣隨意生長，而是必須依照總體要求，彎曲成不同的形狀，這樣才能保證在飛行過程中，不與火箭的其他結構發生碰撞。但是，發動機上的管路，絕大多數是金屬硬管而不是軟管，在裝配環節，工人必須透過導管的銼修，讓這些硬管精準的連在一起，並且嚴絲合縫。
傳統的導管裝配，一般首先要進行比試，也就是工人拿著導管到需要裝配的位置比量一下，別小看這個步驟，一般人還真做不好它。導管和介面的軸心是否一致，導管的空間位置和間隙是否符合要求，在哪裡鋸切才能保證導管長度合適，正好匹配導管兩端的介面……
如果不合適，那麼就要重新進行導管的校正，沒有多年的工作經驗，是沒辦法迅速判斷出來的。只有比試合格，裝配工才敢對導管進行擷取和切割，也才能開始後續的對接、焊接工作。
由於每個裝配工的操作經驗和空間思維想象力的差異，在實際工作中，銼修導管的效率和銼修質量差異很大。
隨著技術的發展，
數字化製造技術在發動機導管彎管工序得到應用
，相比手工彎管，數字化製造的導管是按模型生產的，也就是都是一個模子裡出來的，彎曲程度八九不離十，對導管挫修或校形要求更低。有利於後續裝配工作。而且，省去了取樣比試的過程，工人不用那麼麻煩，可以縮短裝配週期。
但儘管有數字化技術做支撐，導管的裝配，依然是整個火箭發動機裝配中的最大難題之一，特別是一個新型好的發動機，在全無經驗的基礎上，研製人員需要做出比成熟發動機更為艱難的探索，才能形成一套合適的裝配流程。
藍箭航天智慧製造基地發動機總裝團隊
一個都不能“多”
多餘物是一個很有意思的名字，它並不是專指某一種東西的，而是一個相對的概念。一件產品，除了圖紙中規定的它需要有的零部件，任何東西出現在產品中都屬於多餘物。小到頭髮絲，加工時出現的毛刺，大到錘子、扳手、服裝……
很多時候，多餘物不是故意放進去的，完全是因為粗心大意或者是徹頭徹尾的意外，甚至，對於火箭發動機進行檢測和吹除等非裝配工序，都有可能產生多餘物。
多餘物，可以說是航天工程師們的“死敵”
。歷史上慘痛的教訓，已然讓所有人都變得神經緊張。
1965 年，美國“大力神”2 型火箭由於在氧化劑進口處存在一個塑膠螺帽而導致火箭在點火後未能起飛。1980 年和1990 年，歐洲空間局的 Ariane 火箭分別由於零部件商標和擦拭布不慎遺留在發動機內，堵塞燃燒室噴嘴和水迴圈系統管道，導致星箭俱毀。1991年，因一碎片堵塞發動機管道，致使日本BS-2H 通訊衛星在高空爆炸。俄羅斯分別在 1999 年、2002 年、2006 年、2007 年、2011 年和2012 年由於金屬碎片被吸入渦輪泵、金屬碎片堵塞推進器液壓泵、堵塞燃料輸送管路等原因導致“質子號”和“聯盟號”兩個系列的運載火箭發生6 次航天事故。
應對多餘物的辦法之一，是加強現場管理
。為此，各大火箭生產單位對裝配過程提出了各種各樣的要求，小編查找了見諸報端的各種資料，來看看，大家為了防止多餘物都做了什麼：
比如，工人要穿定製工服、戴帽子，防止頭髮掉落，也防止雜物和灰塵。
每天對使用的工具都要進行點數。
螺釘，用多少發多少，甚至有專門的盒子，按照大小專門放螺釘。
美女不準化妝，戒指、耳環、項鍊、髮卡，反正，一切首飾都不準戴。
甚至，曾經有過為了防止頭髮絲，車間全體剃光頭的故事。不要和做總裝的人說身上少了什麼，他可能會立刻回單位去找……就是在這樣的精準控制下，”天鵲“完整地呈現在了大家面前。
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總裝對於藍箭航天來說極具重要意義，既是研製計劃的一次堅實進步，同時也是商業航天公司在新的量級上實踐了一臺新型發動機的研製總裝流程。從裝配完成這一刻起，天鵲發動機將陸續迎接考驗，此前的一切成果，都會在這裡得到證明。
*部分素材來源於網際網路*
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藍箭航天空間科技股份有限公司（藍箭航天）是從事火箭研製和運營的民營企業，國際宇航聯合會（IAF）會員、國家高新技術企業。公司聚焦中小型商業航天應用市場，致力於研製具有自主智慧財產權的液體燃料火箭發動機及商業運載火箭，憑藉一流的技術研發團隊，以高度整合的設計能力和單機創新能力完成產品設計、製造、測試和交付全流程任務，為全球市場提供標準化發射服務解決方案。