空间站建造“最后一棒”出征!盘点神舟十五号发射背后的“四川智慧”

2022-11-29 23:28:41 - 封面新闻

封面新闻记者陈彦霏

瞄准11月29日23时08分,神舟十五号载人飞船乘着长征二号F遥十五载火箭,奔赴天宫,筑梦苍穹。

神舟十五号飞行任务是中国空间站建造阶段的最后一棒,也是空间站应用与发展阶段的第一棒,具有承前启后的重要作用。本次发射背后,离不开一系列“四川智慧”的支持。

位于四川成都的中国航天科技集团第七研究院(简称“航天科技七院”)除了久经考验的王牌火工品再出征,更有手动控制面板、继电器控制组合机、快卸充气嘴等产品作为黄金搭档一同护航,以硬核品质成就神舟飞船安全舒心之旅。

此外,在此次任务中的测控通信系统、运载火箭系统以及发射场系统中,都能看到位于四川成都中国电子科技集团第十研究所(简称“电科十所”)的智慧。

空间站建造“最后一棒”出征!盘点神舟十五号发射背后的“四川智慧”

搭建天地“生命线”

测控设备实现一“机”多用

电科十所牵头研制的陆海天基测控通信系统,构建了新一代综合化测控系统,负责对长征二号F遥十五运载火箭、神舟十五号载人飞船等航天器进行轨道测量、遥测遥控和数据传输,是航天员、航天器在太空与地面联系的唯一纽带,就像放风筝的风筝线,因此,航天测控通信也被大家称为航天器的“生命线”。

新一代综合化测控体系主要有“综合化、国产化、高可靠”3个特点。

“综合化”首先表现为“统一硬件平台,软件定义功能”。在同一套测控设备上,可以同时运行多种工作模式,而且兼容不同信号形式、不同频点、多个目标,类似手机可以下载不同的APP应用一样。此外,设备还实现了自动化运行,类似飞机的自动驾驶仪;全网测控资源也实现了云架构管控,可以根据任务占用和设备健康状况在全网自行按需分配计算资源。

“国产化”是指在我们最新一代测控系统中,从软件到硬件,从基础元器件到整机、系统,已实现100%国产化自主可控,彻底解决了“卡脖子”问题。我们的任务数据表明,全国产化的测控系统的稳定性、可靠性大大提高,可以说是用得放心、用着舒心;“高可靠”表现为设备的无人值守,自动运行,所有的任务参数配置、设备状态监控等工作完全在远端进行,针对确定任务的“参数集”,可以轻松地一键部署,测站资源调度的过程无需人为干涉。

火箭发射有个“时间指挥官”

外测数据靠“火眼金睛”

T0控制台是安装在发射场系统中的重要设备,主要提供火箭发射的倒计时、反馈运载火箭的点火和起飞时刻,并分发到通信、测量和控制等系统。也就是不仅要准时发出点火指令,而且要反馈点火是否成功、是否成功起飞、何时起飞等信息。

电科十所为各系统配置的时统设备担任着“时间指挥官”的角色,以3000年不差1秒的精度,为分散在各地的用户设备进行“精准同步”,提供标准时间和频率信号。

外测应答机被誉为运载火箭的“火眼金睛”。在长征二号F遥十五运载火箭上,电科十所外测应答机等设备与地面系统协同完成火箭飞行的测速、定位,对运载火箭全程实时航迹测量,并判断飞行是否正常,直到箭船分离,提供精准的外测数据,承担着运载火箭“眼睛”的功能。

空间站建造“最后一棒”出征!盘点神舟十五号发射背后的“四川智慧”

航天科技七院技术人员在进行相关零部件生产及检验

500余发火工品

保障点火分离等关键动作

航天科技七院692厂承担了长征二号F遥十五运载火箭和神舟十五号载人飞船上点火器、起爆器、爆炸螺栓、火药装药、点火药盒、固体小火箭和非电传爆类产品等30余种共计500余发火工品的研制生产工作,占所有火工品的绝大多数。

长征二号F遥十五运载火箭发射任务中,配套火工品占全箭97%,主要起到发动机点火、助推器分离、级间分离、整流罩分离、船箭分离、逃逸分离等作用。

在神舟十五号载人飞船飞行任务过程中,配套火工品占全船80%,主要起到返回舱与轨道舱的分离、回收着落各时序动作点火等作用。

“一发火工品就是一枚火箭、一艘飞船。”工厂在设计质量再确认方面,从产品的“成败型、单点失效”特质出发,设计师系统以FMEA硬件分析法为抓手,全面深入地对设计、工艺和过程三类关键特性保证情况进行再分析,保证设计关键特性受控,并有一一对应的过程控制记录。

在实物质量再确认方面,组织副主任设计师、副主任工艺师及以上人员和具有10年以上射线检测经验的技术人员,对配套火工品生产过程中产生的13000多张多媒体记录进行再判读,对900多张射线检测底片进行再确认,确认各种记录能够正确、有效地反映出产品实际技术状态,产品技术状态受控,质量满足技术文件要求。

空间站建造“最后一棒”出征!盘点神舟十五号发射背后的“四川智慧”

航天科技七院技术人员在进行相关零部件生产及检验

90后成主力

高质量完成飞船手动控制面板等任务

航天科技七院7105厂承担了神舟十五号载人飞船手动控制面板、继电器控制组合机箱等在内的8项整机和11项电缆产品的生产研制任务。工厂高配装焊人员、优化工装开发,制定了各项产品保障措施和工艺实施方案。

“产品要在狭小空间内完成布线和焊接,因其线束粗,多余物控制和焊接难度都很大。此外,产品还需对继电器线包进行测量,这是我们从没遇到过的技术难点。我们不断和前方院所沟通,多次优化导线走向和走线高度,不断调整铁烙铁和电烙铁焊接角度,最终确保了焊接质量。”产品工艺主管王开心介绍道。

“包括王开心在内,神舟十五号相关产品研制团队几乎清一色都是90后。虽然他们平均年龄仅30出头,但都是身经百战、至少有6年以上装焊经验的老手。”总成车间副主任王冬雪说。车间首先从技术状态变化和操作层面提前识别产品加工难点和风险点,专门组织力量设计开发了以“自带线连接器快速检测仪”为代表的产品专用工装7个,高效率、高质量地确保了2000多根自带线连接器的正确识别。

空间站建造“最后一棒”出征!盘点神舟十五号发射背后的“四川智慧”

航天科技七院技术人员在进行相关零部件生产及检验

13道工序造阀体

产品合格率达100%

航天科技七院7111厂负责生产的快卸充气嘴是气体进出长征二号F遥十五运载火箭蓄压器的必经之路,其中阀体是充气嘴的核心重要零件。阀体质量一旦出现偏差,就会造成极大的安全隐患,甚至导致发射任务失败,这对零件的加工提出了极高的要求。

“阀体主要难加工的是其尺寸多且精度高,加工工序繁琐。阀体的结构特点是中间小孔,两头大孔,要求有1丝的同轴度,而且要经过车、铣、磨、钳、研等13道工序,经过10天左右才能加工完成。”7111厂11车间高级技师杨伟介绍。

面对加工的困难,车间主管工艺人员优化了工艺方案,从零件粗加工到精加工做了结构和余量调整。杨伟不断调整零件切割参数,对切割深度、走刀量、转速进行精确掌握,提升了零件加工质量,使零件满足设计要求,合格率达100%。

今日热搜