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29中国智慧铺就“问天”之旅 |
2009-04-30 |
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27日下午16时48分，万众瞩目中，航天员翟志刚身着120公斤重
的舱外航天服在太空迈出了中国人的太空第一步。此时，为航天事业
作出贡献的研究人员无不欢心鼓舞。我国航天事业的巨大进步，就如
美国《侨报》所评价的——飞出中国式智慧。是的，正是无数中国航
天人的艰辛和努力，成就了中华民族第一次漫步太空的梦想！
精心打造“生命之塔”
据专家介绍，神七发射后，最危险的是最初160秒。200秒后，火
箭进入真空，即进入平稳期。而逃逸系统就是在火箭发射前30分钟到
起飞后120秒、120秒到200秒左右两个时间空间段内确保宇航员的生
命安全,因此被誉为“生命之塔”。逃逸系统四个型号的10种发动机，
全部由我省航天四院研制。
逃逸系统的研制是一项完全从零开始的全新技术领域。据航天四
院院长周为民介绍，1992年接受逃逸系统动力装置研制的重任后，四
院曾考虑从国外引进，但一个发动机外壳80万美元的报价，让四院走
上了自主研制之路。随后用六年时间相继攻克了瞬时大推力特种固体
发动机设计、超高强度钢异型机械加工、高燃速推进剂配方及工艺、
高燃速发动机抗冲刷抗烧蚀绝热防热、高燃速薄肉厚大推力发动机装
药及精密测试技术等关键工艺技术难关。
与前六次产品不同，由于“神七”逃逸系统发动机产品生产线搬
迁到西安东郊的新基地，设计参数必须进行全新的更改。四院载人航
天逃逸系统主任设计师陈红斌告诉记者，设计团队通过一个个状态、
一条条工艺、一项项参数的反复比对和验证，用了一年多时间重新摸
索，终于成功完成了24套全新图纸的设计及所有新设计参数的考核。
逃逸发动机超高强度钢金属壳体形状多是空间异型曲面且硬度极高，
给加工带来了极大难度。承制单位和人员就对以往产品的各关键工序、
操作的每一个项目进行全面梳理，对超差项逐一分析原因并逐条落实
纠正措施，对工艺不断进行细化、补充和完善。
为了做好主分离发动机后壳体密封槽两侧尺寸和槽底光洁度的质
量控制，四院7414厂数控分厂一改过去小切刀、手动镗头的加工方法，
大胆改进刀具角度，减小截面接触，使过去加工中容易造成产品尺寸
超差的缺陷问题得到解决。而针对姿控发动机机加壳体壁薄、硬度高，
水压后密封槽内侧经常会出现0.02mm超差的难题，则采用四次释放应
力，逐渐放松压板的力量，在精加工的最后一刀将压板力量百分表控
制在0.02mm以内的办法，确保了后期交付的产品无一超差，真正实现
了“零缺陷”。
临危护“神七”
今年“5·12”地震发生时，西安震感强烈。但神舟七号飞船逃
逸系统发动机在四院7416厂总装车间员工的全力保护下安然无恙，科
研生产任务未受影响。
据车间员工回忆，地震发生时，“神七”逃逸系统发动机产品正
在紧张地进行吊装联接。整个工房突然剧烈晃动起来时，产品吊起的
位置是电缆座向下，无法立即放下，也不敢轻易挪动吊车。剧烈的晃
动中，员工有的紧紧把住产品，有的立即在对接车轮下塞入垫木阻止
其沿轨道滑行，其他人员拽来毛毡，垫在电缆座下，并使发动机接触
至对接车，避免了安全事故。震感稍弱后，大家快速将发动机平稳指
挥吊紧固，同时对停放在弧形架上的其余四台发动机也进行了紧固，
之后才迅速撤离现场。晚上7时多，接到将再次有余震消息后，员工
们又赶到工房，用胶垫、绑带等各种方法加强对发动机的固定，直至
晚上11时多。
由于强烈的地震，在“神七”逃逸系列发动机首次整机即将检测
时，精密的检测设备出现了不同程度的故障，必须在短期内找出原因。
7416厂总装车间测试组连夜召开分析会，针对设备出现的不同故障，
进行无数次不同的验证试验。当调试到最后一高精度转台测试系统时，
连续两天两夜的反复测试、调整，产品测试数据仍然异常。测试组做
了近百次试验，测试了近千个数据，仅测试数据单就摞起厚厚的一打，
技术人员对近千个数据逐一分析，反复进行对比、验证试验，终于找
到问题的“症结”所在，原来是地震造成设备地基轻微下沉，一个精
密软件出现了异常。
来自轮胎的灵感
“神七”航天员身着“飞天”号出舱航天服顺利完成出舱任务时，
中国航天科技集团公司四院42所一片沸腾。他们研制的航天服橡胶系
列产品成功经受住了太空恶劣的环境考验，保证了航天员的生命安全
和出舱活动。
42所在1996年承担了国家“863”课题“空间飞行器动静密封材
料”的研究任务，研制的特种橡胶密封材料达到了欧洲航空局和美国
航天局的筛选标准。从“神一”到“神六”，42所先后提供了上万件
飞船密封件。随着“神七”的启动，42所接到了一项全新的研制任务
——“神七”出舱航天服用橡胶系列产品的研制。
初次接到任务，研制人员一下子无从着手，那些具有特殊用途、
性能指标各异、结构形状怪异的橡胶产品，大家均是第一次接触，它
们的配方和形成工艺都需要从头开始摸索。42所成立的专门课题组对
各类产品的性能指标进行了深入分析，很快确定了相应的基础配方，
并在此基础上开始了大量艰苦而细致的配方调试工作。研制人员在上
千个备选材料中不断遴选、试验，在上万个数据中反复计算、验证，
苦苦探索配方的组分和参数。在硫化温度高达170℃的设备旁仔细观
察，详细记录，确保原始数据翔实、准确。同样棘手的还有产品的成
型问题。因为品种规格多，产品形状奇特，给模具的精确设计和加工
提出了极高的要求，也给产品的成型工艺、非边处理等带来了很多难
题。
为了彻底摆脱以往的技术思路和狭隘的常规性设计，课题组集全
体智慧，大胆设想。那段时间，研究人员吃饭、走路甚至做梦都在琢
磨模具和工装的模样。终于，组里的“工艺专家”彭正贵从自行车内
胎上突获灵感。经过课题组反复试验与讨论，通过选择特殊的材料和
多种成型工艺，成功解决了真空结构件的芯模精确定位的难题。在成
功经验的启发下，工艺技术人员独辟蹊径，大胆创新，自制特殊工具，
采用多种成型工艺，最终解决了各类产品的成型难题和非边处理。多
个系列的配方也得到总体方全面验证，整体攻关取得了突破性进展。
此次共向“神七”交付了58种规格共三千多件产品。
（本报记者 汪曼莉 本报通讯员 王玫）
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