中國神舟七號載人航天飛船發(fā)射在即。飛船推進艙起吊(資料圖片)。
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中國神舟七號載人航天飛船發(fā)射在即。飛船推進艙起吊(資料圖片)。
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中新網(wǎng)9月26日電 題:神舟七號飛船研制紀實之推進艙:全面改進 便于“出艙”
作者:游本鳳
眾所周知,神舟七號飛船飛行任務由于將實施航天員出艙這一重大創(chuàng)新活動,以及乘坐3位航天員,飛船總體技術(shù)狀態(tài)出現(xiàn)較大變化。而對于承擔了神舟七號飛船上推進艙、電源分系統(tǒng)、推進分系統(tǒng)和遙控通信9個子系統(tǒng)等重要研制任務的中國航天科技集團上海航天技術(shù)研究院來說,技術(shù)狀態(tài)也要隨著任務的變化和總體的變更而變,隨著飛行任務的不同要求和目標而變,這就需要他們以變應變,不斷用技術(shù)創(chuàng)新和更嚴格的質(zhì)量來滿足“神七”飛行任務的要求。
與神舟六號飛行狀態(tài)相比,神舟七號技術(shù)狀態(tài)更改共200多項,而涉及到該院承制任務變化的有43項,其中一類更改6項,二類更改37項。涉及產(chǎn)品有推進艙、艙內(nèi)和艙外攝像機、電源分系統(tǒng)、總體電路等。有些由于總體技術(shù)狀態(tài)和涉及到有關(guān)出艙產(chǎn)品一直處于變動之中,留給他們的時間非常緊張。如由該院承擔研制的推進艙在技術(shù)狀態(tài)上的變化較大,考慮到這次出艙活動,相應的設(shè)備要增加十多臺。而增加的設(shè)備大小不一、輕重不一,功能作用不一,因此不能簡單地往推進艙里一安裝就了事。畢竟一下子多了十多臺設(shè)備,推進艙總體單位在設(shè)計時既要充分考慮到艙體在太空飛行過程中的重心和平衡,還要根據(jù)產(chǎn)品體積的大小安裝在合適的位置,再就是要考慮安裝時操作人員的操作和檢修時的方便,等等。各種因素很多,必須綜合權(quán)衡,使得設(shè)計方案科學合理,安裝調(diào)試一步到位。
由于都是第一次碰到出艙活動帶來的技術(shù)狀態(tài)變化,總體單位和有些設(shè)備研制單位在設(shè)備技術(shù)指標和其他方面一直在變化。這使得推進艙研制周期成為歷次研制中時間最長的一次,如果再拖延的話,將要影響到整船對接的聯(lián)試和模飛。2006年8月11日,工程總體一位領(lǐng)導到該院檢查指導“神七”研制工作時,聽到對此事的匯報后指示,“神七”是國家任務,是2008年我國的大事之一,舉世關(guān)注,研制時間只能往前趕,不能拖延。院里當即立下了軍令狀,要求主要研制單位上海航天設(shè)備制造總廠必須確保產(chǎn)品于9月10日出廠。
只有一個月的時間,卻要完成平時需要幾個月才能完成的任務。這對上海航天設(shè)備制造總廠來說壓力太大了。破釜沉舟,沒有退路,該廠廠長也下了死命令:后墻不倒,就是天天加班連軸轉(zhuǎn)也要趕出進度來!正是在這樣的“高壓”之下,該廠飛船線上的同志克服一切困難,連續(xù)數(shù)周每天工作12小時以上,可謂開足了馬力。經(jīng)過上下艱苦努力,終于實現(xiàn)諾言,推進艙按期出廠。
電子所針對這次新增氣閘艙和航天員出艙活動,增加了艙外攝像機等與“神舟六號”技術(shù)狀態(tài)完全不同的七臺新設(shè)備。這些設(shè)備主要目的是加強地面控制中心與空間航天員圖像與信息的傳輸,實現(xiàn)航天員與地面的雙向通話。尤其是艙外攝像機將鎖定航天員出艙,保證航天員在艙外的一舉一動受控,確保航天員的生命安全。還有飛船返回著陸后,由新設(shè)備發(fā)出定位信標信號,以便地面搜索人員盡快尋到航天員。這對于電子所來說,既是機遇,也是壓力。電子所的科技人員顧全大局,以“神七”任務為重,迎難而上,奮力攻關(guān),克服了難以想象的困難,最終通過苦干加巧干,在預定計劃時間內(nèi)完成了交付任務。
上海航天技術(shù)研究院在“神七”研制過程中,適逢院部和部分研制單位進行調(diào)改整合,以及搬遷航天新區(qū),如將三家單位整合為一家后一同搬遷新區(qū)。融合后的三家單位碰到了機制體制、觀念文化等方面的一系列矛盾,而其中的一個所又是“神七”上控制通信設(shè)備研制關(guān)鍵單位。面對矛盾,要緊的是統(tǒng)一思想,理清思路,將所有的工作按輕重緩急彈好“鋼琴”。其間,型號“兩總”多次深入到該所科研生產(chǎn)一線進行指導,當場拍板幫助解決實際問題,調(diào)動了一線科技人員的積極性,使得研制進度大大加快。正是在大家的共同努力下,該院做到了搬遷新區(qū)和科研生產(chǎn)兩不誤,兩促進。另外,在調(diào)改過程中,院里還決定將其中一個所承擔研制飛船電源分系統(tǒng)中的一塊兼并到另一個空間電源專業(yè)所,進行專業(yè)重組。這也是上海航天技術(shù)研究院在“神七”研制關(guān)鍵時刻采取的一項重要舉措。盡管在調(diào)改兼并過程中也同樣碰到了不少矛盾和阻力,但最終大家還是達成共識,認為這一舉措有利于電源專業(yè)的發(fā)展和壯大,有利于專業(yè)的對口管理,也有利于提高核心競爭力。個人的事再大也小,飛船的事再小也大。于是,原先單位兼并過去的同志很快調(diào)整好情緒,轉(zhuǎn)換好角色,服從大局需要,全力以赴地投入到“神七”研制中。
狠抓質(zhì)量 力保飛天平安
作為航天行業(yè),質(zhì)量歷來被放在至高無上的地位。而對于載人航天來說,質(zhì)量更是關(guān)系到航天員的生命安危。沒有質(zhì)量,就沒有航天員生命安全的保證。因為飛船上有了人,對航天產(chǎn)品質(zhì)量的要求和標準必須嚴之又嚴,高之又高,決不能有半點閃失。
上海航天技術(shù)研究院從“神舟一號”起,在整個飛船線上就牢牢樹立了嚴慎細實的質(zhì)量理念和意識,堅持貫徹“步步為營、節(jié)節(jié)把關(guān);上掛下連、吃透技術(shù);前延后伸、跟蹤質(zhì)量”十六字全過程質(zhì)量控制措施,策劃全過程質(zhì)量管理活動。同時針對該院承擔任務的特點,制定了“神舟七號”質(zhì)量控制要點。嚴上加嚴,細上加細。在具體操作上,該院針對以往發(fā)生質(zhì)量問題后,要求各單位進行兜底翻、查源頭,還專門制作了神舟飛船產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)包是設(shè)計輸入、技術(shù)狀態(tài)控制、可靠性安全性分析、工藝、物資、測試試驗、關(guān)重項目控制等84份文檔資料的總稱。數(shù)據(jù)包工作能有效地將單機的質(zhì)量控制關(guān)口前移,注重單機形成的每個環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制,使得單機在交付后對其履歷的每個階段都能做到有據(jù)可查,有源可尋。飛船副總指揮兼副總設(shè)計師秦文波對數(shù)據(jù)包的建立非常重視,曾多次在有關(guān)大會和小會上呼吁,強調(diào)其重要性和科學性。從實際工作效果來看,“神七”質(zhì)量管理數(shù)據(jù)包確實起到了很重要的作用,尤其在整個“神七”研制過程中,對所出現(xiàn)的問題,至少在尋根溯源上用很短的時間就可以找到。
在“神七”研制中,科技人員深深感到,質(zhì)量工作千頭萬緒,稍有不慎,就會出錯。既要靠各項制度來保證,又必須要靠提升責任心來加強。精心實施,精心操作,不留隱患,從各個方面提高飛船的質(zhì)量和可靠性,確保萬無一失。上海航天設(shè)備制造總廠在推進艙總裝過程中,事先制定了總裝質(zhì)量控制要求和詳細的質(zhì)量工作計劃?傃b工人實施班前工作會制度,使每一個工人在上班前就明確每天的工作內(nèi)容、操作注意事項和質(zhì)量要求。該廠還成立了現(xiàn)場服務小組,對生產(chǎn)過程進行監(jiān)督和控制。尤其對關(guān)鍵點,即總裝過程中的電連接器插拔情況進行了詳細記錄,特別對關(guān)鍵接口隨時進行檢查。正因為嚴格把關(guān),杜絕了推進艙在總裝過程中的差錯,至總裝調(diào)試結(jié)束,推進艙未發(fā)生一例電連接器錯插或漏插的情況,確保了總裝過程準確無誤,無一差錯。
驅(qū)動機構(gòu)是飛船上電源分系統(tǒng)太陽電池翼展開的關(guān)鍵件,為了確保其在太空中準確無誤地打開,研制人員作了大量有針對性的試驗,如根據(jù)電源系統(tǒng)對神舟七號飛船電源分系統(tǒng)供電能力分析結(jié)果,電源分系統(tǒng)驅(qū)動機構(gòu)在軌工作時,通過驅(qū)動機構(gòu)的最大充電電流為29A。由于“神舟七號”電源分系統(tǒng)驅(qū)動機構(gòu)在地面只進行了額定23A電流的試驗,為驗證在軌運行期間驅(qū)動機構(gòu)通過最大充電電流29A的能力,需在地面進行補充驗證試驗。接到任務后,設(shè)計人員立即制定了詳細的任務書,根據(jù)具體的步驟,在熱循環(huán)箱中進行了充分試驗,最后驅(qū)動機構(gòu)經(jīng)過5個循環(huán)的模擬在軌運行加電試驗后,電壓降等技術(shù)指標滿足要求,焊接工藝的穩(wěn)定性也得到了考核,保證了充電電流的全覆蓋性,確保了“神舟七號”驅(qū)動機構(gòu)不帶一點疑問上天。同樣,活動機構(gòu)一直是航天器產(chǎn)品中的薄弱環(huán)節(jié),技術(shù)難度大,但是對產(chǎn)品的可靠性要求非常高,關(guān)系到整個飛行試驗的成敗。為了保證“神舟七號”太陽電池翼能夠可靠展開,單位組織專業(yè)人員對神舟七號太陽電池翼的展開過程進行了動力學仿真復核復算,一是保證能夠順利展開,二是盡量減少電池翼展開時對飛船的撞擊力,從而達到對飛船姿態(tài)影響最小的目的。這一措施也取得了較好的效果。
上海航天設(shè)備制造總廠在“神七”研制中,對導線的端頭處理采用了熱剝的工藝方法,代替原來屬航天限用工藝的冷剝工藝方法。神舟飛船的導線的屏蔽層耐高溫性好,熱剝操作非常困難,傳統(tǒng)的熱剝工具無法滿足要求。為解決這一難題,電裝工藝人員多方調(diào)研,并進行了大量的工藝試驗。最終,選定了合適的熱剝工具和工藝參數(shù)。經(jīng)試驗,新熱剝工具能夠滿足“神七”熱剝的要求,并通過了院級評審。熱剝工藝的應用,提高了工效和質(zhì)量可靠性,確保了“神七”飛行任務的萬無一失。
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