
中新網(wǎng)9月28日電 題:為“神七”騰飛鑄造高可靠電子產(chǎn)品
——中國航天科技集團公司航天時(shí)代公司神舟七號飛船研制工作紀實(shí)
作者:時(shí)宣 方蕓 戚興國
基礎不牢,地動(dòng)山搖。從元器件到單機,從單機到分系統,從分系統到總體,層層可靠性的保證,托舉起“神舟”、“神箭”的騰飛。
致力于航天電子基礎技術(shù)與產(chǎn)品、電子工程設備產(chǎn)品、電子系統的開(kāi)發(fā)、研制、生產(chǎn)、銷(xiāo)售以及制定相關(guān)專(zhuān)業(yè)的宇航級標準的中國航天科技集團公司航天時(shí)代電子公司,在神舟七號載人航天工程中,主要負責慣導系統、計算機與微電子、遙測遙控、機電組件等電子產(chǎn)品的研制生產(chǎn)工作。參加飛行的船、箭以及星上產(chǎn)品共計234項、961臺(套),與“神舟六號”任務(wù)相比新增28項。
消除一份隱患就是增添一份成功
航天時(shí)代電子公司的研制人員清醒地認識到,“神舟七號”任務(wù)是國家的重要任務(wù),也是2008年全公司工作的重點(diǎn)。為確保產(chǎn)品質(zhì)量,公司積極開(kāi)展頂層策劃,明確了產(chǎn)品再次復查的要求。
2008年5月22日,“神舟七號”任務(wù)專(zhuān)題視頻會(huì )在公司召開(kāi)。
該公司總經(jīng)理劉眉玄在會(huì )上提出明確的工作要求:在“神七”這樣的任務(wù)上,就是要追求高標準,就是要通過(guò)扎實(shí)的工作確保不發(fā)生任何影響任務(wù)圓滿(mǎn)成功的問(wèn)題。
對“神舟七號”的全面質(zhì)量復查工作就從設計檢查確認、工藝檢查確認、生產(chǎn)過(guò)程控制檢查確認、試驗檢查確認四個(gè)方面開(kāi)展。在復查過(guò)程中,按照產(chǎn)品自身各次試驗進(jìn)行數據比對、與同批次進(jìn)行數據比對、與“神舟六號”產(chǎn)品進(jìn)行數據比對的原則,公司各單位開(kāi)展了相關(guān)數據比對工作,清查了“神五”、“神六”任務(wù)的質(zhì)量問(wèn)題措施落實(shí)和其他型號質(zhì)量問(wèn)題舉一反三情況。
在執行“神七”任務(wù)上,航天時(shí)代電子公司努力追求高標準,努力通過(guò)扎實(shí)的工作確保不發(fā)生低層次和人為責任問(wèn)題。
公司針對不同單位、不同產(chǎn)品的特點(diǎn),重點(diǎn)單位、重點(diǎn)產(chǎn)品、重點(diǎn)過(guò)程、重點(diǎn)環(huán)節制訂了針對性的復查措施,通過(guò)復查,找出了隱患,確保了成功。
為“神舟”飛天引路的慣性器件
慣性器件對載人航天工程來(lái)說(shuō)是一項關(guān)鍵器件。慣性器件為運載火箭和飛船提供必不可少的飛行參數信息,火箭和飛船的飛行(入軌)精度,大多數都取決于慣性器件的精度。為“神舟”飛天引路,是慣性器件所起作用的真實(shí)寫(xiě)照。在“神舟七號”飛行任務(wù)中,航天時(shí)代電子公司下屬的北京航天控制儀器研究所承擔了“神箭”、“神舟”上多種慣性器件的研制工作。
在“神舟”飛船的巡天座駕、享有“神箭”美譽(yù)的長(cháng)二F火箭上,慣性器件可以稱(chēng)為“神箭”的眼睛,必須做到精確、穩定、可靠。長(cháng)二F火箭在長(cháng)征二號系列運載火箭成熟的慣性技術(shù)的基礎上,采用雙穩定回路冗余、故障識別與自動(dòng)切換等高可靠性技術(shù)及增加備用系統的方式提高系統可靠性。經(jīng)歷了從“神一”到“神六”的連續六次成功,“神箭”的眼睛不僅更加犀利,而且更加成熟、可靠。
針對“神七”任務(wù)產(chǎn)品研制時(shí)間跨度長(cháng)、產(chǎn)品存儲期較長(cháng)的特點(diǎn),需要對運載火箭慣性器件進(jìn)行壽命和可靠性摸底試驗,確保慣性器件經(jīng)長(cháng)期儲存后仍滿(mǎn)足“神舟七號”發(fā)射的可靠性要求。北京航天控制儀器研究所的科研人員經(jīng)過(guò)反復評估、測算,提出了通過(guò)加速老化試驗、綜合環(huán)境應力試驗等進(jìn)行考核的方案。為了做好這項事關(guān)“神舟七號”能否按期發(fā)射的重要試驗,研制人員放棄休假,甚至住到了試驗場(chǎng)。整個(gè)試驗涉及3個(gè)研究室近百名科研人員,總計歷時(shí)半年多,最終形成試驗報告61份。試驗結果表明,長(cháng)二F火箭慣性器件完全滿(mǎn)足“神舟七號”發(fā)射任務(wù)所需要的精度指標和可靠性要求。
冗余系統設計初聽(tīng)起來(lái)就是增加幾路測試輸出,以保證系統單點(diǎn)故障時(shí)有備用系統可用?墒,簡(jiǎn)單的設計思路背后卻有著(zhù)大量復雜的實(shí)際問(wèn)題需要解決。研制人員在這方面付出了極大的心血和努力。
為了滿(mǎn)足多人多天飛行的需要,飛船上能源十分緊張,對慣性測量系統的功耗要求非?量。采用冗余設計后,系統組件足足增加了一倍,飛船總體卻要求降低功耗。初聽(tīng)起來(lái)這幾乎是一個(gè)不可能完成的任務(wù),然而,研制人員們經(jīng)過(guò)一次次反復的分析和試驗,采取降低陀螺馬達功耗、提高二次電源轉換效率等途徑,終于在不影響系統性能的前提下大大減小了功耗,滿(mǎn)足了飛船總體的要求。
除此以外,神舟飛船慣性測量系統的小型化設計、長(cháng)壽命設計等等,均開(kāi)創(chuàng )了國內同類(lèi)系統研制的先河。系統采用的高精度與大動(dòng)態(tài)分別配置的多表組合方案,在其他相關(guān)領(lǐng)域也具有很好的應用前景。慣性測量系統在載人飛船上的成功應用是慣性技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。
為慣性制導系統提供高精度保障
作為我國國防科技工業(yè)超精密機械加工技術(shù)研究應用中心的航天時(shí)代電子公司北京新華機械廠(chǎng),在歷次載人航天工程中都光榮承擔了生產(chǎn)箭用高精度慣性制導系統的任務(wù)。其生產(chǎn)的慣性制導平臺具有精度高、體積小、重量輕、功耗小,同時(shí)具有高可靠性、長(cháng)壽命等特點(diǎn),確保了歷次載人航天工程飛行試驗任務(wù)的圓滿(mǎn)完成。
神舟七號載人航天工程用平臺系統,在裝配中需要控制的工藝參數達100多個(gè),調試中需要完成的采樣參數達上千個(gè),在出廠(chǎng)后的飛行試驗任務(wù)中需要保證的關(guān)鍵性和可靠性指標達幾十個(gè)。該廠(chǎng)負責“神七”平臺研制的工藝人員,沒(méi)有被生產(chǎn)過(guò)程中諸多的困難壓倒,他們組成攻關(guān)小組解決生產(chǎn)中的疑難問(wèn)題,在工作中攻克大量的設計、生產(chǎn)技術(shù)難關(guān)的同時(shí),逐步完善和改進(jìn)工藝文件及方法,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性,有效地解決了慣性平臺振動(dòng)超差、平臺通氣通電安全隱患、鎖緊機構簧片斷裂等問(wèn)題。
細節決定成敗,這是北京新華機械廠(chǎng)加表調試組師傅們常常掛在嘴邊的一句話(huà)。按常規,連續做壽命試驗一做就要兩三個(gè)月。為了保證所有任務(wù)都能完成,調試組決定,24小時(shí)全天倒班進(jìn)行壽命試驗。這一干就是45天。
平臺調試是產(chǎn)品出廠(chǎng)前的最后工序,直接影響產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。平臺調試組的師傅們都憋足了勁,平臺調試廠(chǎng)房的燈光在產(chǎn)品調試進(jìn)行到關(guān)鍵階段時(shí)幾乎成了“長(cháng)明燈”。
慣性平臺臺體結構緊湊,各基準面尺寸精度高、尺寸穩定性要求高,而且上面還要安裝陀螺儀、加速度計等高精度儀表,因此,臺體具有高精度的相互垂直或平行的安裝平面,零件精度直接關(guān)系彈(箭)的精度,加工起來(lái)難度極大。而臺體、基座又是平臺4大件中結構復雜、形狀不規則、加工難度最大的零件。該廠(chǎng)研制人員利用多年形成的在超精密加工方面得天獨厚的優(yōu)勢,細心研究加工方案,改進(jìn)工藝措施,攻克了難關(guān)。
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