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        中國第一套艙外航天服誕生記(圖)

        2008年09月26日 16:28 來源:新華網(wǎng) 發(fā)表評論



        我國研制的艙外航天服 新華社發(fā)

          26日,神舟七號飛船里的航天員翟志剛開始組裝用于出艙的“飛天”航天服。中國研制的第一套艙外航天服第一次在距地球300多公里的茫茫太空“亮相”。

          航天服是世界上最昂貴的“服裝”,也是高科技領(lǐng)域的尖端技術(shù)代表。

          項目啟動:“不可能完成的任務(wù)”

          2004年7月,艙外航天服研制正式立項,任務(wù)給定的時間為3年。

          艙外航天服相當于一個獨立的載人航天器,不僅飛船的功能都要有,在重量、體積和功耗上的要求甚至比飛船更高。

          按照國際航天界通行慣例,一個全新航天器成熟產(chǎn)品研制周期平均至少7到10年。當時,國內(nèi)沒有一家單位有相關(guān)技術(shù)儲備和人才隊伍。

          “我們明知這是不可能的任務(wù),還是接了下來。”中國航天員科研訓練中心艙外航天服研究室主任劉向陽回憶說。

          當一支從各個研究室抽調(diào)組成的隊伍坐在一起開始方案設(shè)計時,他們不禁想起了30多年前的一段歷史。

          20世紀70年代中國首次進行載人航天嘗試,航天服的科研人員面對的唯一資料,是美國宇航員兩張模糊不清的照片。那次嘗試最終以失敗告終,而漫步太空的夢想也塵封了30多年。

          如今,中國載人航天工程已經(jīng)將神舟七號飛行任務(wù)確定為突破太空行走,在其他各大系統(tǒng)均準備就緒的情況下,艙外航天服這個工程必須在3到4年內(nèi)突破。

          如果間隔太長時間沒有一次發(fā)射,國家的載人航天事業(yè)就會出現(xiàn)資源閉置和人才流失,進而影響到未來一系列的戰(zhàn)略目標。

          因此,對于航天服的研制者來說,這是個不允許失敗更不允許拖遲的使命和任務(wù)。

          方案設(shè)計:中國航天人的集體創(chuàng)造

          大到整體結(jié)構(gòu)和外形,小到元器件、原材料的性能指標,航天服的一針一線都需要從頭設(shè)計。

          方案設(shè)計剛開始時,科研人員能夠明確的只有兩樣東西,一是基本原理,二是功能要求。而在工程上如何實現(xiàn),每一處都只能靠想象和創(chuàng)造。

          關(guān)鍵時刻,中國航天人的攻關(guān)精神又一次迸發(fā)出來。北京市海淀區(qū)唐家?guī)X,航天員中心的辦公樓從此燈火長明。

          研制人員當中,既有從事航天多年的老專家,也有初出茅廬的年輕人。有時,大家在自己的位置上構(gòu)想演算;有時,三五個人聚在一起激烈爭論。

          辦公桌上,設(shè)計圖紙換了一張又一張;會議室里,國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域?qū)<襾砹艘慌忠慌?

          在載人航天工程航天員系統(tǒng)的11個分系統(tǒng)里,艙外航天服獨立于其他所有分系統(tǒng),實行單獨管理。航天員中心副主任白延強說,這意味著,航天服是作為跟飛船、火箭、航天員一樣的大系統(tǒng)來進行資源配置的。

          航天服研制下設(shè)本體結(jié)構(gòu)、醫(yī)學監(jiān)督、環(huán)境控制與生命保障、數(shù)碼技術(shù)4個分系統(tǒng)。

          每個部分都集納了國內(nèi)最頂尖專家的意見,調(diào)動了全國相關(guān)領(lǐng)域的最優(yōu)秀資源。

          因此,航天員中心主任陳善廣說,“飛天”航天服是中國航天人集體想象力、創(chuàng)造力的體現(xiàn)和成果。

          關(guān)鍵技術(shù):件件要攻關(guān)

          對于從零開始的中國航天人來說,航天服的90多個關(guān)鍵部件沒有一件成熟產(chǎn)品,無不需要實現(xiàn)“零”的突破。

          艙外航天服軀干殼體為鋁合金薄壁硬體結(jié)構(gòu),壁厚僅1.5毫米,卻有極高的強度要求。“抗壓能力要超過120千帕,要經(jīng)得起地面運輸、火箭發(fā)射時的震動,還要連接服裝的各個部位,承受整套服裝120公斤的重量。”

          劉向陽說,“這種薄壁不規(guī)則結(jié)構(gòu)焊接起來很容易變形,僅焊接工藝的攻關(guān)就長達兩年時間。”

          服裝的氣液控制臺,可自動控制氣體液體流動,使航天員得到適宜的空氣和溫度。由于重量和體積的限制,一個只有漢語辭典大小的控制臺里,集成了20多種閥門,每個閥門又是一個更精巧的集合體。

          陳善廣說,“很多閥門外形奇特,涉及特種不銹鋼、特種銅材、特種橡膠和特種乙烯等材料,其加工難度在國內(nèi)是前所未有的。”

          航天服最外層的防護材料,堪稱國內(nèi)最貴的服裝面料。這種面料可耐受正負100攝氏度以上的溫差變化;服裝攜帶的氧氣瓶,采用復(fù)合壓力,既保證安全又能帶盡可能多的氧氣,這種技術(shù)在國際上也屬領(lǐng)先水平……

          手套、頭盔、面罩、四肢、活動關(guān)節(jié)……整套服裝既有硬結(jié)構(gòu)也有軟結(jié)構(gòu),既有機械工藝也有紡織工藝,全國數(shù)十家配套單位齊心協(xié)力,分頭攻關(guān),攻克了這一個個科技堡壘。

          生產(chǎn)制造:打破常規(guī)

          2005年3月,航天時代公司西安微電子技術(shù)研究所接到航天服數(shù)管設(shè)備、生理信號放大器、報警信號放大器等設(shè)備研制生產(chǎn)任務(wù)。

          2005年5月,鄭州航天電子技術(shù)有限公司以行業(yè)領(lǐng)先地位的10項技術(shù)成就200多個系列2000多個品種電連接器的技術(shù)積淀,拿到航天服電纜網(wǎng)等產(chǎn)品訂單。

          2006年2月,運載火箭總裝廠接到航天服軀干殼體研制生產(chǎn)任務(wù)……

          在加工呼吸系統(tǒng)閥類零件和密封件時,許多材料是工廠從未使用和接觸過的新材料、稀有材料,分布在全國幾十家生產(chǎn)企業(yè),有時為了采購幾百克的原材料,就得穿越大半個中國。

          一些特殊材料根本無從查找生產(chǎn)企業(yè),科研人員利用多年建立起來的全國供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò),一家家地詢問查找才能找到。

          生產(chǎn)加工過程中,要一邊試驗一邊摸索,產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計、生產(chǎn)制造并行組織,統(tǒng)籌管理。

          為了趕進度,科研人員不得違背先樣品后正品的正常科研規(guī)律,樣品尚未造好,正品就開始訂貨,樣品剛開始試驗,正品已經(jīng)生產(chǎn)。

          這帶來了一定的重復(fù)生產(chǎn)和浪費,但卻搶回了寶貴的時間。陳善廣說:“樣品生產(chǎn)出來后,立即進行了電性能、熱性能測試,震動、沖擊、熱真空等極端環(huán)境試驗,進行了可靠性、安全性的嚴格評審確認,從試驗驗證來看,安全上沒有問題。”

          航天員說:舒適又漂亮

          2007年底到2008年初,中國第一套艙外航天服及各項配套產(chǎn)品陸續(xù)交付。雖然比規(guī)定時間晚了半年,但也創(chuàng)造了航天史上的又一突破。

          除了神舟七號飛行正式使用的一套外,還同時生產(chǎn)了多套備份服和專用訓練服。

          乳白色的航天服靜靜地陳列在航天員中心的實驗室里,當航天員第一眼看到它的時候就贊嘆:“真漂亮!”更讓設(shè)計者們感到欣慰的,是翟志剛的感受:“穿在身上很舒服!”

          神舟七號上的航天服為一次性使用,因此在設(shè)計上沒有強調(diào)使用壽命這個指標。而美俄航天服可重復(fù)使用,設(shè)計壽命長達15年。劉向陽說,這個差距將是我們下一步努力的目標。 (記者 孫彥新、白瑞雪)

        編輯:唐偉杰】
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