沈自所智能检测与装备研究室：
液体火箭发动机被誉为航天器的“心脏”。随着我国航天强国建设扎实推进，液体火箭发动机生产能力愈发关键。近日，由中国科学院沈阳自动化研究所（以下简称沈自所）完成的“液体火箭发动机智能脉动装配技术及应用”入选2025中国智能制造十大科技进展，为航天强国建设注入新动能。
聚焦痛点 重塑装配作业模式
以往液体火箭发动机沿用单件研制生产的固定工位集中装配模式，需要技能人员通过多轮现场取样、手工比试锉修的方式完成。其中，发动机导管种类多、数量大，装配时需综合考虑空间关联性、位置干涉性、配合间隙等因素，极度依赖人工经验。
沈自所智能检测与装备研究室副主任、研究员王伟表示，随着生产任务不断加大，增加人员和场地已无法适应可持续发展要求，液体火箭发动机生产极度依赖人工技能和经验的情况亟待解决。
科研团队面向国家重大需求，根据液体火箭发动机的产品特点与工艺流程，重塑了装配作业模式。“通过数字孪生技术，我们构建了液体火箭发动机主线装配与支线导管定制化制造相结合的‘并行+脉动’智能制造装配模式，让人工安装的比试锉修成为历史，导管制造及发动机装配效率大幅提升。”王伟说。
科研团队2015年立项开展研究，2020年推出我国首条液体火箭发动机总装脉动生产线，2023年第二代脉动线投入生产。“目前，从这条生产线生产出来的火箭发动机已执行多次重大航天任务。”王伟的话语中充满了自豪感。
攻克难点 虚实协同打破瓶颈
走进沈自所智能检测与装备研究室IDE实验室，研究员郭锐一边介绍相关实验设备，一边将该项技术难点一一道来。
液体火箭发动机导管系统非常复杂，装配时长占整个发动机装配周期的一半以上。郭锐介绍，由于火箭发动机大量采用焊接工艺，导管接口位置偏差会比较大，需要技能人员在现场不断地比试挫修，对技能人员的技术和经验依赖程度十分高。
项目团队开发了导管虚拟装配与定制化设计制造技术，根据发动机导管接口实测数据，在虚拟环境中构建发动机和导管样件，并进行虚拟装配。再控制导管余量去除系统，对导管进行定制化生产。
“这是一个虚实协同的过程。以往用时很多的导管制造、装配和发动机装配，形成‘主线拉动支线、支线支撑主线’的关系，改变了以往生产中某些工位长时间处于等待的状态，打破了生产瓶颈。”郭锐说。
另外，科研团队攻克了非连续跟踪条件下的重载机器人动态补偿技术，通过机器人夹持涡轮泵，实现了涡轮泵与推力室的全自动化自寻位装配对接，彻底改变了长期以来依赖人工定位与人工调节相结合的装配方式。
“用了这些设备，才真正感受到自动化的魅力。”生产线上一名工人有感而发。当时郭锐正在现场，他听后也深感触动：“能够解决国家需求，我们的付出是值得的。”
瞄准未来 提出AI赋能新路线
随着我国空间站常态化运行、载人登月工程实施、卫星互联网星座构建等航天工程对航天器运载能力要求的不断提升，液体火箭发动机生产能力和安全性要求再上新台阶。王伟和郭锐对此信心十足。
“并行+脉动”总装生产线面世后，液体火箭发动机生产从“台台不一样”的“工艺品”生产，升级为“工业品”生产模式。科研团队正在构思AI赋能的“并行+脉动”生产线的技术路线。
“我们这项技术是一种制造领域的共性技术，已在航空、航发等领域推广，产生了显著经济效益与社会效益。未来，我们将瞄准前沿技术、攻坚克难，为航天强国建设注入强劲动力。”王伟说。
沈阳日报、沈报全媒体记者 岳雨