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          航天科技八院:千锤百炼 只为完美对接
          发布时间:2016-10-19 作者: 信息来源: 中国航天报

          神舟十一號載人飛船對接機構機電匹配測試現場。

          10月19日,在距離地球393公裏外的近圓對接軌道上,神舟十一號載人飛船與在浩瀚太空中等待已久的天宮二號空間實驗室成功對接。兩大航天器的“太空之吻”吸引了全世界的目光。

          爲確保神舟十一號飛船與天宮二號順利對接,中國航天科技集團公司八院對接機構研制團隊做了大量的工作。

          “最重要的是確保可靠性”

          在交會對接任務中,對接機構要完成兩個航天器的在軌對接、保持對接和分離三大任務。爲確保航天員安全,對接機構的高可靠性非常重要。爲此,研制團隊始終把確保可靠性作爲最重要的工作。

          “我們做了大量可靠性試驗,如機械組件捕獲緩沖可靠性試驗、機械組件連接分離可靠性試驗等,就是爲了保證每個對接機構産品都具有完美完成任務的能力。”神舟十一號對接機構主任設計師姚建介紹道。

          可靠性試驗可以激發産品早期失效,暴露産品缺陷並持續改進。航天産品産量小,飛行不容失敗,增加地面可靠性試驗是實現該目的的一種最經濟手段。

          與一般航天器的驗證試驗不同,對接機構還要驗證産品工藝穩定性和部件以及傳感器的可靠性等,這就決定了每個專項可靠性試驗狀態的複雜性。

          對接完成,通道打開,航天員就進入了一個大的密封艙。要保證航天員在艙內的安全,密封艙的密封性變得非常重要,密封圈成爲保證密封性的關鍵點。

          據設計師楊國棟介紹,研制團隊在密封圈技術攻關中解決了數不勝數的難題,做了各類驗證試驗。應用在神舟十一號飛船的“T”型密封圈不會自動脫落,可以很好適應惡劣的空間環境,確保高密封性。

          人性化的細節設計

          “載人對接,一切爲載人”,這是對接機構研制團隊一直秉承的理念。

          我國研制的對接機構是周邊式對接機構。這種對接機構適應性強、承載能力大,但重量大、構造複雜、集成難度大。研制團隊集智攻關,從剛度、強度要求進行布局設計,並參照人機工效學等方面綜合設計了一個直徑達80厘米的圓形通道。

          爲了確保航天員在通道內順利通過,且不造成其他異常情況影響飛行試驗。設計師們進行了各類模擬試驗,其中一項就是讓身高1.8米、體重165斤的飛船工程師進行了現場穿越驗證。

          在對接機構的故障模式設置中,有14項可以讓航天員通過指令面板參加故障處理,唯有捕獲解鎖一項需要手動操作。在需要航天員操作的設計中,處處彰顯以人爲本的設計理念,如設計球形手動解鎖按鈕,方便航天員尋找著力點;部件的外形設計杜絕銳邊;艙內的各種材料選擇無毒、無汙染材料;在艙內顯示飛船狀態的面板上,不同階段的數據用白色和綠色兩種顔色顯示,便于航天員分辨等。

          既要“對得上”也要“分得開”

          爲了確保航天員安全返回,對接機構既要“對得上”,也要“分得開”。

          “就好像鋼筆和筆帽的關系,如果筆帽卡得過緊,就需要借助外力實現脫離。雖然正常情況下不會出現這種情況,但在設計初期我們要把這些風險充分識別到。”天宮二號對接機構主任設計師苑會領說。

          爲此,研制團隊對對接機構的分離能力進行了複核和驗證,並在地面進行了1000多次解鎖試驗,全部獲得成功。

          爲確保萬無一失,設計人員還采用了冗余設計。即使兩個航天器無法實現正常分離,在航天員返回到返回艙內後,還可由地面操作發送指令,引爆對接鎖上的火工品,確保安全分離。

          这种火工品也采用了无污染材料。为了保证不影响飞行器的姿态,爆炸力度也控制在合适的范围内,确保在成功分离后,飞船能够安全返回。(魏京华/文 周子玺/摄)

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