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从神一到神七 “湖北造”一路护航

http://www.sina.com.cn  2008年09月26日08:23  长江商报

  四十二所承担舱体密封件等研制生产任务

  打造“生命之舟” 一个都不能岔气

  作为我国航天领域重要研究所,位于湖北襄樊的中国航天科技集团公司四院四十二所,承担了“神七”逃逸系统发动机动力源、飞船舱体密封件和出舱航天服橡胶系列产品的研制生产任务,分别应用于“神七”箭、船、服三大系统,将伴随飞船与航天员完成发射、飞行、出舱等各阶段任务,全程为“神七”护航。

  舱体密封件:航天员的“保护神”

  “神舟”飞船的舱体结构密封件,是保障飞船内部空气环境和航天员生命安全的“保护神”。因为太空环境复杂,要求密封件必须适应太空强紫外线和宇宙射线辐射、昼夜温差频繁交变等极端的空间环境。在太空原子氧侵蚀、组分容易挥发的情况下,要安全无毒,抗老化,抗皲裂,始终保持高度可靠的密封性能。

  早在“神一”发射之前,四十二所就曾开展了国家"863"课题“空间飞行器动静密封材料”的研究,研制的特种橡胶密封材料达到欧空局及美国宇航局标准。1998年“神一”发射前期,原本承担密封件研制的几家专业橡胶厂、研究所,经多年攻关仍无法满足要求。四十二所得知后主动请缨,只用了四个月就圆满完成了“神一”密封件的研制任务,并从此接过了飞船舱体密封的重任。

  “舱体密封件数量大,规格多。最大的内圈直径达两米,最小的需要用镊子才能夹起来,而且必须保持质材均匀,性能一致,绝对可靠。用课题组的话说,这大大小小的几千件产品,“哪一个都不能岔气”。

  课题组常常以美国“挑战者号”航天飞机因小小垫圈质量问题而爆炸的事例告诫大家,一切以载人为准,一切以成功为准,坚决确保产品技术和质量要求。

  为了确保批次间原材料性能的一致性,课题组追根溯源,对生产厂家提供的几十种原材料一一进行比对,反复进行试验论证和改进,筛选出了可能影响配方性能的几项因素。最终从原材料准备工序入手,确立了稳定胶料配方性能的工艺方法。

  密封件尺寸的精度要求极其严格,不能有任何细微缺陷,甚至一丁点的划痕。课题组特别设计了“神七”专门工装和模具,专管专用,精心保养,确保了产品一流的光洁度。

  出舱服密封件:小部件担当大责任

  航天员穿上国产的舱外航天服出舱活动,是此次“神七”飞行的最大亮点。航天员身着舱外航天服出舱活动,俨然就是一个在空间运行的小卫星,必须具备独立的运行系统,能保证航天员的气、液、电供给,保证其生存、工作和通讯。此外,舱外航天服气压调节最为关键,更不能出现一丝漏气。

  据介绍,由四十二所研制的这些小小密封件,截面尺寸最大不过几公分,用在“神七”出舱航天服里却担当着大责任,要确保航天服良好的气密性,从而保障航天员的正常压力环境和生命安全。像“神七”出舱服密封件这样有着特殊用途的橡胶件,共有近50种规格,数千件产品。

  航天员身着舱外航天服出舱活动,航天服内气压调节是关键,更不能出现一丝漏气。由于外太空的复杂环境,要求密封件在高真空,高低温交变,紫外辐照、带电粒子辐照和原子氧等特殊的使用环境下,不产生降解、老化和龟裂,始终保持可靠的的密封性能。必须具有极低的挥发性且无毒、无污染。特别是用在手腕、胳膊肘、肩膀、膝盖、脚踝等部位的密封件,既要确保航天员在太空舒展自如,又要始终保持密封部位严丝合缝、“密不透风”。

  据介绍,四十二所研制的橡胶系列产品一部分起着确保航天服气密性、保障航天员正常压力环境和生命安全的重要作用,另一部分则作为航天服不同部位、不同部件的重要组成部分,用来满足一些特殊功能的需要。舱外服的橡胶系列产品除了要具备防辐射、防紫外线、抗骤冷骤热等功能外,对其安全性、可靠性及设计寿命等要求更高。

  四十二所相关人员介绍,由该所提供的舱外航天服橡胶系列产品多次通过有关方面的严格考核,最终成功应用于“神七”舱外航天服。这也是该所橡胶产品继飞船密封之后在又一新的领域得到应用。

  逃逸系统:为飞船保驾护航

  为确保航天员的生命安全,火箭特意在顶部装有一个逃逸塔。一旦发射出现意外,逃逸塔会带着载有航天员的舱体快速飞离危险区域。如果发射成功,逃逸塔则自行与火箭脱离,完成护航使命。为飞船保驾护航的逃逸塔也是由中国航天科技集团公司四院四十二所承担研制的。

  据介绍,1992年以来,四十二所经过多年攻关,先后攻克了高燃速、高摩擦感度、高风险性等技术难关,研制出安全、可靠、满足性能要求的逃逸发动机动力源,并成功经受了“神舟”飞船六次飞行考验,整体性能达到国际水平。

  “神七”载人更多,责任更重。“神六”欢庆的气氛还未散尽,逃逸发动机课题组就开始了相关数据统计。据四十二所研制人员介绍,他们拿出了所有的研制文件,把所有配方研制的数据“啃”了个遍,制定了一份详细的质量保证方案。

  由于“神七”逃逸发动机采用的是一条新生产线,原来的许多工艺控制手段不再有效。课题组重新编制了工艺书,细化了技术和工艺参数。每次生产前还要做工艺试验,验证最终工艺参数。

  据四十二所研制人员介绍,一次验证试车显示,发动机燃速出现波动!随即,生产现场专家云集。压力面前,配方主任设计师刘学异常冷静。凭着多年的丰富经验,刘学迅速调整新的控制手段,只用了一个月就彻底消除了质量隐患。

  去年底,发动机生产全面展开。课题组同志一头扎进现场全程跟踪,确保每一个细节,做到眼见为实,心里有数。今年3月,最后一台发动机测试数据显示:性能全部合格。“神七”逃逸发动机顺利通过交飞评审。而且最终性能指标显示:发动机总体性能优于“神六”。

  本报记者 黄海斌

  通讯员 席玲 刘国伟

  武汉化工研究所有限责任公司为返回舱提供散热冷却配套服务

  飞船“空调”用的是汉产冷却剂

  飞船升空后,在返回舱内,各种仪表仪器产生的热量和人体散发的热量需要及时传递出去。武汉化学工业研究所有限责任公司承担了为飞船返回舱提供散热冷却工质配套任务。他们研制的设备采用带外回路的热控分系统,通过冷却工质在回路中循环导热,将热量传递出去,调控舱内温度,保障航天员工作安全。

  冷却剂让飞船保持内部恒温

  飞船在升空和返回地面过程中,舱外壳表面因与大气的激烈摩擦而达到数千摄氏度,返回舱内热量仍保持在21摄氏度左右。飞船通过什么装置将舱内热量及时散发出去的呢?

  该公司科研开发部相关负责人张文起介绍,与我们平常使用的空调一样,载人飞船也装有许多盘管,盘管内加注的是他们公司研制的“冷却剂” ——FY-131氟油。在压缩系统的作用下,盘管内的冷却剂循环流动,发挥其传导作用,及时将舱内吸收到的热量传导到舱外,使舱内始终保持恒定温度。

  从研制到出产品仅用两年

  “让用户没有想到,我们在很短的时间内就拿出了FY-131氟油的样品。”张文起说,1994年3月,所里接到原化工部军工办电话通知,中国空间技术研究院需要一种新型导热冷却剂,希望他们所提供配套服务,并尽快提供样品。根据当时仅知的几项指标,所里科研人员查阅了国内外相关文献资料,发现FY-131氟油的倾点、沸程、粘度等技术指标符合用户所提要求,于是很快承担了这项任务。

  FY-131氟油沸点较低,在常温常压下,挥发性较强,须采用深度冷冻设备来收集产品,后处理时也要采取相应措施。张文起介绍,在当时小试条件不完善的情况下,为了打通流程,科研人员日夜攻关,连续奋战三个月,终于在1994年12月拿出FY-131氟油样品1公斤,经分析测试后,将样品立即送到化工部军工办转交给了用户。

  1996年3月,用户派员来武汉,实地考察认证产品的质量保证能力,经过认真调查后,认为武汉化学工业研究所除具有研制导热冷却剂的能力外,还具有保证产品质量的能力,于是正式提出了任务委托书。“从开始研制到正式提供出产品正样,前后仅用了两年时间。”张文起说。

  从“神一”到“神七”全程服务

  从“神一”到“神七”,载人飞船返回舱散热冷却工质全部由武汉化学工业研究所有限责任公司负责提供,FY-131氟油的研制成功,也实现了中国航天载人飞船热控分系统外液体冷却回路工质的国产化。

  因此,该企业两次被省政府授予参加中国载人航天工程有功单位称号,并受到其他单位表彰,这不仅是企业的光荣,更是湖北的骄傲。

  2003年10月31日,张文起代表公司参加了由总装备部为“神五”发射成功举行的庆功会。“杨利伟过来跟我们敬酒,”张文起说,“听到航天员对产品的良好评价,我作为参研单位的代表,感到无比自豪。

  冷却剂正逐步走向民用

  张文起介绍,目前,国内还没有更好的材料来替代FY-131氟油。1995年,应用户要求,所里提供了FY-131氟油样品2公斤。用户为保证该导热冷却剂使用上的可靠性,专门派人赴俄罗斯等国家考察,也没有找到理想的导热冷却剂替代品。

  “这个产品已逐步走向民用。”张文起向记者透露,由于FY-131氟油具有以上特点,电器、电机行业的一些民用企业也开始选用。江苏、上海、江西、云南等省市的一些大型变压器里也用上了FY-131氟油,用于散热、冷却。

  本报记者 黄海斌

  湖北广兴无线电总厂为“神七”提供通信技术保障

  有了“顺风耳”,通信有保障

  先后成功为“神二”至“神六”的发射和回收提供通信技术保障的湖北广兴无线电总厂,此次继续承担了神舟七号飞船发射现场勤务通信和飞船回收过程中的救生通信保障任务。由该厂技术人员组成的“回收现场通信技术保障小组”和“发射现场通信技术保障小组”已分别于22日、23日清晨赶赴内蒙古和酒泉,为“神七”的发射和回收提供通信技术保障。

  据了解,湖北广兴无线电总厂此次承担的神舟七号飞船发射现场勤务通信和飞船回收过程中的救生通信保障任务,与以往相比,该厂此次提供的设备具有产品性能稳定、体积更小、功能更强、操作更简便、可靠性更高等特点,主要安装在通讯指挥车、搜救车、救护车和直升机上。

  湖北广兴无线电总厂相关人员介绍,为保障通信设备万无一失,该厂专门派出的技术队伍,赶赴酒泉卫星发射中心,已于8月30日至9月4日对该厂提供的所有通信设备进行了维护、检测和功能调试,并参与了两次演练。演练结果表明,该厂提供的设备运转良好。本报记者 黄海斌

  武昌造船厂提供发射工作平台、燃料加注供应系统等

  加注系统做到“一滴不漏”

  昨日,武昌造船厂相关人员介绍,由于工厂精心组织,精心施工,加注供气系统密试做到了一滴不漏,写下了发射地面设施建设史上辉煌的一页。基地每次执行任务后,都来电对武船为航天工程所做的贡献表示感谢。

  1994年,武昌造船厂承接了发射系统非标设备加工制造工程。武船相关人员介绍,该工程非常庞大,包括三型工作平台专用设备28套;升降推拉大门、工作大门8类28扇;火箭飞船吊装起重机2台;火箭飞船整体转运轨道转换车;导轨组件;液压设备系统等6个方面的设备加工制造安装任务。

  在制造安装升降推拉大门时,70余米高的大门门框弯曲度要求是5毫米,武船技术人员通过技术手段最终把弯曲度控制在了2毫米之内,令用户单位赞叹不已。

  1995年,该厂又承接了加注供气系统及测控系统制造安装调试工程。该工程包括加注供气及测控系统所有6万多米数千根、几十种管子加工制造;加注供气及测控系统全系统现场安装、密试;测控系统安装与分系统调试工程。武船相关技术人员向记者比喻,加注系统是向火箭加注燃料和氧化剂的系统,类似婴儿的脐带。

  本报记者 黄海斌 通讯员 龙琼子


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