中国第一套舱外航天服诞生记!!

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导读:  [img]http://news.xinhuanet.com/mil/2008-09/26/xin_1120905261554296263403.jpg[/img]   我国研制的舱外航天服 新华社发   [img]http://news.xinhuanet.com/mil/2008-09/26/xinsrc_2720905170827750111116.jpg[/img]   中国专门研制卫星飞船的航天五院院庆40周年宣传片曝光国产“神七”出舱航天服及气闸舱(来源:人民网) 2

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我国研制的舱外航天服 新华社发


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中国专门研制卫星飞船的航天五院院庆40周年宣传片曝光国产“神七”出舱航天服及气闸舱(来源:人民网)


26日,神舟七号飞船里的航天员翟志刚开始组装用于出舱的“飞天”航天服。中国研制的第一套舱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贵的“服装”,也是高科技领域的尖端技术代表。


项目启动:“不可能完成的任务”


2004年7月,舱外航天服研制正式立项,任务给定的时间为3年。


舱外航天服相当于一个独立的载人航天器,不仅飞船的功能都要有,在重量、体积和功耗上的要求甚至比飞船更高。


按照国际航天界通行惯例,一个全新航天器成熟产品研制周期平均至少7到10年。当时,国内没有一家单位有相关技术储备和人才队伍。


“我们明知这是不可能的任务,还是接了下来。”中国航天员科研训练中心舱外航天服研究室主任刘向阳回忆说。


当一支从各个研究室抽调组成的队伍坐在一起开始方案设计时,他们不禁想起了30多年前的一段历史。


20世纪70年代中国首次进行载人航天尝试,航天服的科研人员面对的唯一资料,是美国宇航员两张模糊不清的照片。那次尝试最终以失败告终,而漫步太空的梦想也尘封了30多年。


如今,中国载人航天工程已经将神舟七号飞行任务确定为突破太空行走,在其他各大系统均准备就绪的情况下,舱外航天服这个工程必须在3到4年内突破。


如果间隔太长时间没有一次发射,国家的载人航天事业就会出现资源闭置和人才流失,进而影响到未来一系列的战略目标。


因此,对于航天服的研制者来说,这是个不允许失败更不允许拖迟的使命和任务。


方案设计:中国航天人的集体创造


大到整体结构和外形,小到元器件、原材料的性能指标,航天服的一针一线都需要从头设计。


方案设计刚开始时,科研人员能够明确的只有两样东西,一是基本原理,二是功能要求。而在工程上如何实现,每一处都只能靠想象和创造。


关键时刻,中国航天人的攻关精神又一次迸发出来。北京市海淀区唐家岭,航天员中心的办公楼从此灯火长明。


研制人员当中,既有从事航天多年的老专家,也有初出茅庐的年轻人。有时,大家在自己的位置上构想演算;有时,三五个人聚在一起激烈争论。


办公桌上,设计图纸换了一张又一张;会议室里,国内相关领域专家来了一批又一批……


在载人航天工程航天员系统的11个分系统里,舱外航天服独立于其他所有分系统,实行单独管理。航天员中心副主任白延强说,这意味着,航天服是作为跟飞船、火箭、航天员一样的大系统来进行资源配置的。


航天服研制下设本体结构、医学监督、环境控制与生命保障、数码技术4个分系统。


每个部分都集纳了国内最顶尖专家的意见,调动了全国相关领域的最优秀资源。


因此,航天员中心主任陈善广说,“飞天”航天服是中国航天人集体想象力、创造力的体现和成果。


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。



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