更安全,更愜意!|中國航天科工天地一體全程護佑太空之旅

中國航天科工 發佈 2022-06-11T14:39:36.301801+00:00

6月5日10時44分,搭載神舟十四號載人飛船的長征二號F運載火箭,在酒泉衛星發射中心成功發射。20時50分,航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲依次全部進入天和核心艙。

6月5日10時44分,搭載神舟十四號載人飛船的長征二號F運載火箭,在酒泉衛星發射中心成功發射。20時50分,航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲依次全部進入天和核心艙。


隨後,航天員將開啟為期6個月的在軌駐留,開展空間站平台維護與照料、機械臂操作、出艙活動、艙段轉移等工作以及空間科學實驗、技術試驗。


作為我國載人航天工程副總指揮單位,在此次任務中,中國航天科工自主研製生產的系列產品全程護航神舟十四號載人飛船飛行任務,實現更安全、更愜意的太空之旅!



二院:全程護佑 保證任務成功


此次任務中,二院自主研製生產的多項技術產品全程護佑神舟十四號載人飛船成功發射。


圓滿完成9次出征


第九次出征載人航天工程的25所交會對接微波雷達承擔著中遠距離空間飛行器間距離、速度、角度等相對運動參數的精確測量任務,是空間交會對接技術中的關鍵測量敏感器。此前,25所微波雷達產品在載人航天領域屢戰屢勝,完美助力我國此前8次載人航天重大工程任務順利開展。


此次飛行任務中,微波雷達再次與安裝在空間站核心艙上的微波應答機產品配合工作,用高精度的產品性能與高可靠性的產品質量繼續為空間交會對接任務保駕護航。


信息「密網」護佑順利升空


二院706所研製的搜救信息系統承擔了神舟十四號載人飛船的待發段、上升段、運行段、返回段應急搜救指揮保障任務。系統具備搜救力量管理、搜救任務籌劃、搜救預案仿真推演、任務執行跟蹤與態勢展示等功能,為航天員搜救任務事前運籌規劃、事中指揮調度與事後復盤分析提供服務,是空間站任務實現航天員救援保障關鍵系統,對於載人航天工程建設與運營具有重要支撐作用。


該系統此前在「神舟十二號」發射回收、「神舟十三號」發射任務中進行了伴隨性參試,在「神舟十三號」回收任務中作為搜救主系統進行了全程保障。此次任務中,系統再次擔當主力,支撐和見證了神舟十四號載人飛船的成功發射。


太空飛行器在發射階段及在太空中一旦有信號干擾,地面接收到的內容就像接聽串了線的電話,難以分辨準確信息。為保障飛行全程通信清晰,二院23所自主研製的聲表濾波器發揮了重要作用,有效濾除了不同飛行階段和太空中宇宙雜波的各種干擾信號,全程確保通信清晰準確傳回地面。


在此次飛行任務中,二院203所研製的一系列優質晶體元器件,利用穩定的石英晶體的壓電效應和頻率特性,在太空惡劣的環境中保持穩定跳動,並產生準確平穩的頻率信號,成為地面指揮人員監測和衡量飛行狀態的重要參考指標,全力確保飛行狀態全程可控。



三院:助力飛船精準對接與分離


此次任務中,三院自主研製的多項產品技術為神舟十四號發射任務圓滿成功提供了重要保障。


精準對接「測量員」


神舟十四號載人航天飛船採用自主快速交會對接模式,與空間站成功「握手」,本次任務中,中國航天科工三院33所研製的高精度加速度計組合(簡稱高加組合)及多隻加速度計再立新功,出色完成了微重力環境下加速度的測量任務,幫助飛船精準把握速度和位置,讓交會對接又穩又准。


高加組合之所以有著優異表現,最關鍵的因素就是其中的核心部件加速度計。該產品早在高加組合面世之前已經開始「服役」,從1999年在神舟一號中搭載應用到2003年作為神舟五號GNC(制導、導航與控制分系統)的部件,再到連續參與此後的載人航天發射任務,加速度計始終有著穩定的發揮。隨著任務難度的變化,這位曾經的「航天新兵」先後經歷了穩定性提升、真空環境適應性改造、溫度環境適應提升等疊代過程,成為「神舟」飛天最可靠的組件之一。從2008年開始,根據任務需求,高加組合進入研發階段。在這套組合中,加速度計將不再是「單兵作戰」,而是與它的「翻譯官」IF轉換電路進行功能整合,通過系統的優化,讓各個器件的兼容性和穩定性達到最優。


硬核護航「鎖」神舟


升空時連接要堅強有力,分開時要乾淨利落,這是對三院111廠承制生產的連接分離機構發揮作用的最簡明概括。連接分離機構作為神舟飛船的關鍵部件之一,其作用就在於飛行器發射和在軌運行時,克服空氣中氣流等外力因素的影響,實現太空飛行器主體及各艙段的牢固連接,並在返回時快速分離,保障任務的順利進行。從「神舟一號」到「神舟十四號」,硬核護航的連接分離機構始終如一提供最可靠的保障。


神舟十四號飛船要在軌駐留較長時間,這對連接分離結構從性能和安全上提出了更高更嚴苛的要求,111廠團隊成員再次對數據參數進行了疊代,對每一個數據和參數都做到了千百次地計算與核對,確保零失誤。飛行器的成功發射和進入預定軌道,產品的高可靠性再次得到驗證,它們也將持續實現剛性連接,並在返回時精準分離,為試驗任務全程護航,讓航天員平安回家。



航天三江:

為航天員打造愜意的太空生活


此次任務中,航天三江紅峰公司自主設計生產的「太空廚房」「太空醫院」和「太空空調」產品,將為航天員帶來愜意的太空生活。


紅峰公司此次隨神舟十四號出征的有食品加熱裝置、氣體流量調節閥、液路截止閥、生理信號測試盒、心電記錄裝置5種產品,主要用於神舟飛船環控生保分系統和醫監醫保設備分系統,它們是「太空廚房」「太空空調」「太空醫院」的一部分,為航天員營造了舒適的太空之家。


「太空廚房」中的食品加熱裝置,主要功能是對航天員在軌期間所需的食品及飲料進行加熱。它安裝在飛船內,採用箱式化設計,是一個白色方盒,長、寬、高均不足30厘米,重量僅4.4千克,加熱溫度和加熱時間都可自動和手動控制,是為神舟飛船量身定製的。


食品加熱裝置採用熱傳導方式實現加熱功能,和日常使用的電熱爐、電飯鍋的加熱原理一樣,但可靠性更高。與普通的家用電器不一樣的是,它的「太空」特點更突出。跟在飛船中所有的產品一樣,它是嚴格按中國宇航級標準設計生產的,能適應太空環境。


航天員出征時佩戴在大腿外側的生理信號測試盒、心電記錄裝置是「太空醫院」產品之一,由航天員隨身攜帶,只有煙盒大小,可實時監測航天員在飛行過程中的心電、呼吸、體溫3項生理指標,下傳至地面指揮中心,由地面醫護人員進行診斷。這些產品在航天員升空、飛行、返回等過程中多次使用,全程陪同航天員完成整個飛行任務。


生理信號測試盒成型後壁厚1.5毫米,和一張銀行卡差不多厚,要求零件變形度小,但薄壁加工受力顫抖,容易變形。技能大師設計了新型工裝,增強零件剛性,選擇合理的加工參數,避開零件與旋轉刀具的共振點防顫。「太空醫院」其他盒體也運用這種加工方法,大大提高了合格率。



航天江南:保證連接器的穩定運行


航天江南所屬航天電器、梅嶺電源、群建精密為此次飛行任務配套連接器、微特電機、風機、鋅銀蓄電池、齒輪等多種產品。


林泉電機配套的環控分系統,充當著「空氣淨化器」的角色。它的環控風機和泵主要用於讓艙內的大氣循環流動,使溫度、濕度都保持均勻,並提供氧氣,進一步控制艙內二氧化碳和其他微量有害氣體的濃度,還在微重力環境下進行大小便收集和除臭,從而使空氣適宜,保證航天員生命安全和身體健康。


梅嶺電源作為鋅銀蓄電池配套廠家,為神舟十四號載人飛船發射任務配套9種共22台鋅銀蓄電池,其中為運載火箭配套5種15台鋅銀蓄電池,為載人飛船配套4種7台鋅銀蓄電池,主要用於運載火箭的控制系統、測量系統、故檢系統、利用系統和逃逸系統,以及載人飛船的返回艙返回著陸和火工品、推進艙應急、軌道艙火工品等裝備的供電。


群建精密承擔的對接機構66種齒輪傳動產品,是一套機電一體化精密傳動機構,實現對接機構傳動鏈中緩衝、捕獲和連接密封等主要功能動作,通過大量攻關試驗,突破了空間環境下大傳動比、耐衝擊、極端環境適應等關鍵核心技術,保證對接機構在空間環境下能夠長時間、多輪次的正常對接和分離工作。


群建精密技術團隊通過近20年的技術攻關,解決了太空環境中齒輪極端條件下應用的前沿性和關鍵性的技術難題,取得了突破性進展,滿足了空間站建設對齒輪產品高精密、高可靠的使用要求。



航天系統公司:

為火箭配套地面測控設備


航天系統公司航天測控為長征二號F運載火箭配套了多種地面測控設備,包括遙測系統、外安系統、故障檢測處理系統故檢前端和故障檢測處理系統逃逸部分VXI測控設備。設備安裝於火箭發射塔架,用於運載火箭發射場準備環節以及發射過程中對火箭關鍵信號進行測試和控制,是實現後端指控大廳對火箭遠距離測發控制的關鍵設備。其中的故障檢測處理系統用於在火箭進入臨發射狀態後,自動檢測火箭「身體」的各個部位,如有危險,立即發出中止飛行的指令,控制逃逸系統啟動,確保航天員迅速脫離危險區,是當之無愧的「生命保護傘」。


航天測控公司配套的VXI測控設備先後保障完成了神舟八號到神舟十四號載人飛船以及天宮一號、天宮二號等發射任務,護佑十多名航天員飛向太空,是當之無愧的「戰鬥英雄」。


2022年,航天測控公司再次參與空間站發射保障任務,為了保障設備穩定運行,能夠順利完成空間站發射任務,項目組人員對設備進行了全面且細緻的「體檢」,深入開展質量複查工作,針對薄弱環節逐項優化。作為由航天測控公司自主研製的第一代測發控設備,該系列產品安全穩定地保障了歷年來數次發射任務,戰功赫赫。雖然已是「身經百戰」,但依然不可掉以輕心。


對於每次發射前的「體檢」,項目組始終以追根究底的工作態度,嚴謹細緻、不厭其煩,以萬全之策,確保萬無一失。為了確保產品順利完成後續任務,航天測控公司成立了「兩總」系統,按照用戶和上級要求,嚴謹求實、反覆探討,最終制定了複查「三步走」,通過統一思想、廣泛動員,建立了統一指揮體系和保障工作流程;啟動全面複查,通過「回頭看」「反向審視」「技術培訓」,深入設備內部,統計產品歷史質量數據,評估產品狀態;在複查基礎上制定詳細保障預案,確保現場產品狀態最優、保障有力,針對可能存在老化的部件增加投產備件。通過「三步走」腳踏實地地推進,項目組成員對產品和保障預案真正做到了心中有數,設備以最佳狀態健康穩定、出色地完成了空間站任務。



河南航天:火箭熱控系統的「大管家」


在本次發射任務中,河南航天695廠研製配套的熱控、推進、姿控等特種閥門配套系統,發揮了至關重要的保障作用。


太空飛行器在入軌過程中會經歷十分嚴酷的溫度條件,返回式太空飛行器更是要經歷巨大的環境溫度變化,為保證太空飛行器的結構、儀器設備和所載生物可以承受這樣劇烈的溫度變化,就需要有專用的熱控系統來為太空飛行器內部設備控溫。695廠為神舟十四號飛船熱控分系統提供的加排閥、服務閥、溫控閥、自鎖閥、加排服務閥等多種類特種閥門,主要應用於載人飛船推進艙溫控分系統流體迴路中,通過調節外迴路輻射器主路和旁路的流量分配,控制外迴路控溫點溫度,達到迴路控溫的目的,確保在劇烈溫差下艙內的各部件、儀器設備處於合適的溫度,可以正常運行,堪稱是為火箭熱控系統做保障的關鍵「管家」。


充氣服務閥、電磁拖動機構、自鎖閥等多種關鍵零部件承擔了飛船姿控和推進系統,為飛行器交會對接時在變軌、調姿與克服氣流等方面提供了重要幫助。



航天精工:為空間站鑄就「鋼筋鐵骨」


航天精工研製的數以萬計的高性能緊固件連接著各個結構,憑藉著可靠的質量,將各個部件緊固在一起,為中國空間站鑄就「鋼筋鐵骨」。


在配套產品研製期間,航天精工召開提質增效專題會議,在安全、質量、技術、生產一線的骨幹中挑選精兵強將,組建一支「快速反應」的突擊隊,聚焦配套產品交付周期長等問題展開攻關。突擊隊的首要任務是提升加工效率、實現產能提升,大家頂住壓力,和時間賽跑、和方案較真,憑著紮實的基礎和不服輸的拼勁,不斷提質增效。


為了不耽誤生產,大家利用周末時間,聯合安保部人員把設備重新布局,使產線更加合理,生產效率逐步提高,實現了生產加速的第一次飛躍。


由於產品規格較小,如何實現自動化送料是一個新的難題,查閱書籍資料、鑽研技術難點就成了突擊隊員們周末的「加班餐」。他們通過振動盤和輔助工裝,使毛坯料在料道中「排隊」並向前移動,同時對模具結構進行了改造,減少了因加工異常出現的模具損壞,從而保證了產品加工質量。通過多次試驗驗證,突擊隊成功編制自動送料方案,完成了自動化機構組裝,實現了自動送料機構與工具機的完美配合。此次改造自動化生產線,產品搬運距離縮短80%,周轉次數減少33%,生產周期縮短至7.5天,加工效率提升30%以上,實現了生產加工效率和產品質量的雙提升。




來源 ✎ 中國航天報

文 ✎ 二院,張航、王奧博、鄧順英、李娜、常玥、趙書劍、曹宇萱

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