关键技术:件件要攻关
对于从零开始的中国航天人来说,航天服的90多个关键部件没有一件成熟产品,无不需要实现“零”的突破。
舱外航天服躯干壳体为铝合金薄壁硬体结构,壁厚仅1.5毫米,却有极高的强度要求。“抗压能力要超过120千帕,要经得起地面运输、火箭发射时的震动,还要连接服装的各个部位,承受整套服装120公斤的重量。”
刘向阳说,“这种薄壁不规则结构焊接起来很容易变形,仅焊接工艺的攻关就长达两年时间。”
服装的气液控制台,可自动控制气体液体流动,使航天员得到适宜的空气和温度。由于重量和体积的限制,一个只有汉语辞典大小的控制台里,集成了20多种阀门,每个阀门又是一个更精巧的集合体。
陈善广说,“很多阀门外形奇特,涉及特种不锈钢、特种铜材、特种橡胶和特种乙烯等材料,其加工难度在国内是前所未有的。”
航天服最外层的防护材料,堪称国内最贵的服装面料。这种面料可耐受正负100摄氏度以上的温差变化;服装携带的氧气瓶,采用复合压力,既保证安全又能带尽可能多的氧气,这种技术在国际上也属领先水平……
手套、头盔、面罩、四肢、活动关节……整套服装既有硬结构也有软结构,既有机械工艺也有纺织工艺,全国数十家配套单位齐心协力,分头攻关,攻克了这一个个科技堡垒。
生产制造:打破常规
2005年3月,航天时代公司西安微电子技术研究所接到航天服数管设备、生理信号放大器、报警信号放大器等设备研制生产任务。
2005年5月,郑州航天电子技术有限公司以行业领先地位的10项技术成就200多个系列2000多个品种电连接器的技术积淀,拿到航天服电缆网等产品订单。
2006年2月,运载火箭总装厂接到航天服躯干壳体研制生产任务……
在加工呼吸系统阀类零件和密封件时,许多材料是工厂从未使用和接触过的新材料、稀有材料,分布在全国几十家生产企业,有时为了采购几百克的原材料,就得穿越大半个中国。
一些特殊材料根本无从查找生产企业,科研人员利用多年建立起来的全国供应商网络,一家家地询问查找才能找到。
生产加工过程中,要一边试验一边摸索,产品设计、工艺设计、生产制造并行组织,统筹管理。
为了赶进度,科研人员不得违背先样品后正品的正常科研规律,样品尚未造好,正品就开始订货,样品刚开始试验,正品已经生产。
这带来了一定的重复生产和浪费,但却抢回了宝贵的时间。陈善广说:“样品生产出来后,立即进行了电性能、热性能测试,震动、冲击、热真空等极端环境试验,进行了可靠性、安全性的严格评审确认,从试验验证来看,安全上没有问题。”
航天员说:舒适又漂亮
2007年底到2008年初,中国第一套舱外航天服及各项配套产品陆续交付。虽然比规定时间晚了半年,但也创造了航天史上的又一突破。
除了神舟七号飞行正式使用的一套外,还同时生产了多套备份服和专用训练服。
乳白色的航天服静静地陈列在航天员中心的实验室里,当航天员第一眼看到它的时候就赞叹:“真漂亮!”更让设计者们感到欣慰的,是翟志刚的感受:“穿在身上很舒服!”
神舟七号上的航天服为一次性使用,因此在设计上没有强调使用寿命这个指标。而美俄航天服可重复使用,设计寿命长达15年。刘向阳说,这个差距将是我们下一步努力的目标。
作者:
孙彦新、白瑞雪
编辑:
汪敏
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