10月17日，“神舟十一號”飛船成功發(fā)射，即將與天宮二號實現(xiàn)交付對接，我國首個空間實驗室將迎來他的主人：兩名中國航天員。在長達一個月的太空駐留期間，航天員的太空生活空間到底如何?是溫馨舒適，還是憋悶難受?航天科技集團六院11所研制的航天器小泵閥，為幫助航天員搭建起一個溫馨舒適的家發(fā)揮了關(guān)鍵作用。11所研制的泵閥系列產(chǎn)品，在“天宮”、“神舟”的熱控和環(huán)控生保系統(tǒng)中居功至偉。
搭建航天員溫度適宜的“家”
眾所周知，載人飛船在太空中飛行，最關(guān)鍵是航天員的安危。確保航天員在太空中的生活舒適安全，就必須為航天員營造一個類似于地面一樣的“家”：有適宜人類生存生活的溫度，氧氣等等。而要營造這樣一個溫馨的“家”，就要靠熱控分系統(tǒng)和環(huán)控生保系統(tǒng)來提供。
熱控分系統(tǒng)和環(huán)控生保系統(tǒng)，分別位于載人飛船的推進艙和軌道艙的艙壁內(nèi)。11所研制人員介紹，環(huán)控、熱控分系統(tǒng)主要采用流體換熱技術(shù)進行溫度控制，通過流體流動將船上產(chǎn)生的熱量傳遞給外部輻射器，再通過輻射器將熱量輻射到太空中。為了保證系統(tǒng)正常運行，需要泵和閥類產(chǎn)品驅(qū)動和控制流體介質(zhì)。熱控分系統(tǒng)的作用是使飛船內(nèi)保持一定的溫度濕度，環(huán)控生保系統(tǒng)是為航天員創(chuàng)造合適的艙內(nèi)生存環(huán)境條件，保障在空間飛行的特殊環(huán)境下安全生活和正常工作，為航天員營造了一個溫暖如春的居住環(huán)境。
讓熱控系統(tǒng)的“心臟”跳動起來
外回路循環(huán)泵是熱控系統(tǒng)的“心臟”，只有通過它才能驅(qū)動熱控流體介質(zhì)在管路內(nèi)循環(huán)流動，源源不斷地帶走熱量，從而保證飛船艙內(nèi)和設(shè)備的工作溫度。在熱控系統(tǒng)的產(chǎn)品中，外回路循環(huán)泵技術(shù)難度大、要求精度高，是研發(fā)過程中最難啃的骨頭。
該型號泵不同于航天常用的火箭發(fā)動機渦輪泵，具有小流量、長壽命、高真空的特點。小流量、低揚程就決定了泵的性能很難提升，必須想方設(shè)法提高效率。長壽命的關(guān)鍵在于提高軸承、密封等轉(zhuǎn)動件的性能，高真空要求泵的泄漏量小，因此需要考慮動密封裝置，這些都是技術(shù)人員面臨的高難度問題。
11所研制人員通過將近4年的探索，攻克了循環(huán)泵的機電一體化屏蔽、長壽命高速軸承等關(guān)鍵技術(shù)，減小了產(chǎn)品體積重量，總功耗降低了20%以上，滿足了氦檢漏的性能指標，符合熱控方面的需要，而且還能夠滿足空間環(huán)境要求，能夠承受發(fā)射過程中的沖擊、振動和過載情況。艙外服循環(huán)泵采用此項技術(shù)，使航天員出艙行走時能夠適應(yīng)軌道上的真空、失重和高低溫環(huán)境。
長壽命源自研制隊伍超常努力
載人航天產(chǎn)品要求可靠性高、風險大，11所提供配套的產(chǎn)品既有艙內(nèi)的又有艙外的，既有船上的又有地面上的，要保證多產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)，需付出更多的心血和汗水。該所研制人員對每項產(chǎn)品嚴格設(shè)計標準，從做模型開始，多次校對，反復討論，對產(chǎn)品加工工藝、裝配工藝、流水線及檢測手段一絲不茍。
“此次航天員在軌時間增加約一倍，對我們提供產(chǎn)品的壽命要求、力學環(huán)境、熱環(huán)境等要求同樣也增加了?！?11所項目組技術(shù)負責人夏德新主任介紹到。為此，研制人員對每項產(chǎn)品都像對待自己成長中的孩子一樣“操碎了心”。
同發(fā)動機研制相比，載人飛船溫控泵閥產(chǎn)品研制有其自己的特點，設(shè)計人員需要負責從設(shè)計、原材料采購、生產(chǎn)裝配、試驗驗證到配合總體測試等全過程。載人飛行器對產(chǎn)品可靠性要求又極高，而且外協(xié)配套單位非常多，技術(shù)要求高，流程復雜。每一件產(chǎn)品在地面都要經(jīng)過強度、氣密性、以及沖擊、振動、熱環(huán)境等各種檢測，直到滿足所有性能指標為止。
載人飛船溫控泵閥產(chǎn)品研制與發(fā)動機研制另一個不同之處是，發(fā)動機是批抽檢性質(zhì)，而溫控泵閥產(chǎn)品每一件都要在地面進行全過程、全工況的試驗，包括性能試驗、溫度試驗、濕度試驗、振動試驗等，然后才能交付。產(chǎn)品生產(chǎn)之后的試驗測試工作量非常大。熱環(huán)境試驗從進試驗間到結(jié)束試驗一輪需要連續(xù)進行2周，白天晚上24小時連續(xù)做試驗，試驗過程每一小時都需要人員檢查數(shù)據(jù)是否正常，記錄試驗數(shù)據(jù)，幾百件的產(chǎn)品，每一件產(chǎn)品都是這樣走出來的。
高可靠體現(xiàn)在每一個細微的環(huán)節(jié)
載人航天是一個高風險的任務(wù)，成敗往往系于毫發(fā)。產(chǎn)品雖小，但每一件都事關(guān)成敗，關(guān)乎生死，不能出現(xiàn)一絲閃失!最嚴格的要求體現(xiàn)在每一個細微的環(huán)節(jié)。多年的“零故障”飛行紀錄無不滲透出整個隊伍嚴慎細實的工作作風，為了確保產(chǎn)品的全過程質(zhì)量控制，他們也從中不斷汲取經(jīng)驗，總結(jié)出了質(zhì)量管理的一些有效舉措。
此次為神舟十一飛船和天宮二號配套產(chǎn)品為正樣成熟產(chǎn)品，均已參加過飛行任務(wù)。根據(jù)相關(guān)要求，在研制初期，編制了產(chǎn)品保證要求和產(chǎn)品保證策劃，在研制過程中根據(jù)產(chǎn)保要求重點對外包產(chǎn)品的三類基線進行嚴格管理，并且從設(shè)計、生產(chǎn)、試驗、驗收、安裝保護和管理保證等六個方面對各產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)變化進行控制，確保產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)變化受控，關(guān)鍵工序、關(guān)重件實行“三定”管理。
“數(shù)據(jù)包”是系統(tǒng)、分系統(tǒng)以及單機在產(chǎn)品研發(fā)直至應(yīng)用整個階段用來控制質(zhì)量的一種行之有效的方法。從研制初期對產(chǎn)品數(shù)據(jù)包整理進行策劃，在過程中進行數(shù)據(jù)積累，所有測試項目合格后，形成合格產(chǎn)品和數(shù)據(jù)包文件資料。
“數(shù)據(jù)包”文件需要覆蓋數(shù)據(jù)包目錄中的幾十項內(nèi)容，包括設(shè)計輸入文檔、設(shè)計文檔、工藝文檔、技術(shù)狀態(tài)控制文檔、測試以及試驗文檔等等。每一個產(chǎn)品對應(yīng)一個數(shù)據(jù)包，正是像一個零件的用料記錄、一次沖擊試驗數(shù)據(jù)等等這一個個細節(jié)的工作，使得產(chǎn)品從原材料到成品整個過程可追溯，從而做到質(zhì)量可控，確保研制任務(wù)的圓滿完成。
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