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小泵阀为航天员搭建温馨舒适的太空之“家

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发表于 2017-5-20 12:32:02 | 显示全部楼层 |阅读模式
  央广网西安10月17日消息(记者2 通讯员邓尚)10月17日,“神舟十一号”飞船成功发射,即将与天宫二号实现交付对接,我国首个空间实验室将迎来他的主人:两名中国航天员。在长达一个月的太空驻留期间,航天员的太空生活空间到底如何?是温馨舒适,还是憋闷难受?航天科技集团六院11所(京)研制的航天器小泵阀,为帮助航天员搭建起一个温馨舒适的家发挥了关键作用。11所(京)研制的泵阀系列产品,在“天宫”、“神舟”的热控和环控生保系统中居功至伟。
  众所周知,载人飞船在太空中飞行,最关键是航天员的安危。确保航天员在太空中的生活舒适安全,就必须为航天员营造一个类似于地面一样的“家”:有适宜人类生活的温度,氧气等等。而要营造这样一个温馨的“家”,就要靠热控分系统和环控生保系统来提供。
  热控分系统和环控生保系统,分别位于载人飞船的推进舱和轨道舱的舱壁内。11所(京)研制人员介绍,环控、热控分系统主要采用流体换热技术进行温度控制,通过流体流动将船上产生的热量传递给外部辐射器,再通过辐射器将热量辐射到太空中。为了系统正常运行,需要泵和阀类产品驱动和控制流体介质。热控分系统的作用是使飞船内保持一定的温度湿度,环控生保系统是为航天员创造合适的舱内条件,保障在空间飞行的特殊下安全生活和正常工作,为航天员营造了一个温暖如春的居住。
  外回循环泵是热控系统的“心脏”,只有通过它才能驱动热控流体介质在管内循环流动,源源不断地带走热量,从而飞船舱内和设备的工作温度。在热控系统的产品中,外回循环泵技术难度大、要求精度高,是研发过程中最难啃的骨头。
  该型号泵不同于航天常用的火箭发动机涡轮泵,具有小流量、长寿命(连续运行几年)、高真空的特点。小流量、低扬程就决定了泵的性能很难提升,必须想方设法提高效率。长寿命的关键在于提高轴承、密封等转动件的性能,高真空要求泵的泄漏量小,因此需要考虑动密封装置,这些都是技术人员面临的高难度问题。
  11所(京)研制人员通过将近4年的探索,攻克了循环泵的机电一体化屏蔽、长寿命高速轴承等关键技术,减小了产品体积重量,总功耗降低了20%以上,满足了氦检漏的性能指标,符合热控方面的需要,而且还能够满足空间要求,能够承受发射过程中的冲击、振动和过载情况。舱外服循环泵采用此项技术,使航天员出舱行走时能够适应轨道上的真空、失重和高低温。
  载人航天产品要求可靠性高、风险大,11所(京)提供配套的产品既有舱内的又有舱外的,既有船上的又有地面上的,要多产品的技术状态,需付出更多的心血和汗水。该所研制人员对每项产品严格设计标准,从做模型开始,多次校对,反复讨论,对产品加工工艺、装配工艺、流水线及检测手段一丝不苟。
  “此次航天员在轨时间增加约一倍,对我们提供产品的寿命要求、力学、热等要求同样也增加了。” 11所(京)项目组技术负责人夏德新主任介绍到。为此,研制人员对每项产品都像对待自己成长中的孩子一样“操碎了心”。
  同发动机研制相比,载人飞船温控泵阀产品研制有其自己的特点,设计人员需要负责从设计、原材料采购、生产装配、试验验证到配合总体测试等全过程。载人飞行器对产品可靠性要求又极高,而且外协配套单位非常多,技术要求高,流程复杂。每一件产品在地面都要经过强度、气密性、以及冲击、振动、热等各种检测,直到满足所有性能指标为止。
  载人飞船温控泵阀产品研制与发动机研制另一个不同之处是,发动机是批抽检性质,而温控泵阀产品每一件都要在地面进行全过程、全工况的试验,包括性能试验、温度试验、湿度试验、振动试验等,然后才能交付。产品生产之后的试验测试工作量非常大。热试验从进试验间到结束试验一轮需要连续进行2周,白天晚上24小时连续做试验,试验过程每一小时都需要人员检查数据是否正常,记录试验数据,几百件的产品,每一件产品都是这样走出来的。
  载人航天是一个高风险的任务,成败往往系于毫发。产品虽小,但每一件都事关成败,关乎,不能出现一丝闪失!最严格的要求体现在每一个细微的环节。多年的“零故障”飞行纪录无不渗透出整个队伍严慎细实的工作作风,为了确保产品的全过程质量控制,他们也从中不断汲取经验,总结出了质量管理的一些有效举措。
  此次为神舟十一飞船和天宫二号配套产品为正样成熟产品,均已参加过飞行任务。根据相关要求,在研制初期,编制了产品要求和产品策划,在研制过程中根据产保要求重点对外包产品的三类基线进行严格管理,并且从设计、生产、试验、验收、安装和管理等六个方面对各产品的技术状态变化进行控制,确保产品的技术状态变化受控,关键工序、关重件实行“三定”管理。
  “数据包”是系统、分系统以及单机在产品研发直至应用整个阶段用来控制质量的一种行之有效的方法。从研制初期对产品数据包整理进行策划,在过程中进行数据积累,所有测试项目合格后,形成合格产品和数据包文件资料。
  “数据包”文件需要覆盖数据包目录中的几十项内容,包括设计输入文档、设计文档、工艺文档、技术状态控制文档、测试以及试验文档等等。每一个产品对应一个数据包,正是像一个零件的用料记录、一次冲击试验数据等等这一个个细节的工作,使得产品从原材料到成品整个过程可追溯,从而做到质量可控,确保研制任务的完成。
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