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天神之“吻”的创造者

——记航天科技集团八院对接机构研制团队

沈睿

2013年08月23日16:46    来源:人民网-科技频道    手机看新闻

从神舟十号进入天宫一号,航天员开展航天医学实验、技术实验和太空授课;从天宫一号进入神舟十号,航天员准备返回地面。三位航天员如同鱼儿一般,在对接机构构建的通道里自由穿梭。每当我们在电视上看到这样的直播画面时,不禁要慨叹“逍遥游”的梦想终于成了现实。

可谁知道,在这唯美的画面背后,是一支团队十七年如一日默默无闻的付出和坚持。

十七年来,中国航天科技集团八院对接机构研制团队通过自主创新,先后攻克对接机构总体集成技术、动力学仿真技术、地面模拟试验技术、复杂精密空间机构制造工艺技术等多领域关键技术,使我国成为继美国、俄罗斯之后第三个自主掌握空间交会对接技术的国家。团队成员从最初的7人,壮大到如今的100多人,其中研究员8名,特级技师2人,高级工程师15名,人员平均年龄不到35岁。

“其实团队里的每个人都是偏执狂”

这支团队中有副总师和副总指挥,也有一线设计师和工人,但自从干上了对接机构,都养成了“偏执狂”的毛病——他们把“载人航天,人命关天”作为责任和使命,坚持一切从航天员的安全出发,穷尽团队的智慧,不断设想产品在太空中可能遇到的各种情况,并根据每一种情况不断地做试验,每天的任务就是将自己逼到技术的最角落,再努力证明还有新的没有想到的地方。

经过神舟八号、神舟九号两次交会对接任务,研制团队“冻结”了神舟十号对接机构的主要设计状态。但是,从产品生产到研制试验到产品出厂,设计师们还是一如既往地按节点,请其它型号的专家进行设计评审把关。开展设计、生产质量复查,进行“可靠性安全性”、“软件”、“元器件”、“工艺”、“技术状态更改”、“技术风险分析与控制”等五个专项评审。

同时,为了确保飞船和天宫一号在太空既能可靠对接,又能安全分离,在“上天”之前研制人员要开展大量的各种试验。为了验证飞船的可靠分离,研制人员吃尽了苦头,至今想来还觉得是噩梦般的。2007年,在做对接机构地面模拟试验时,测得分离角速度超过了指标要求。角速度过大,就可能导致天宫一号和神舟飞船发生碰撞甚至侧翻,后果不堪设想。为了攻克这个难关,设计师们开始了无休止的攻关,分析、试验,再攻关、再分析、再试验……但试验结果始终没有大的改观。科学是严谨的,需要用数据和事实说话。搞科研最大的痛苦在于攻关,而这却又是一个精雕细琢的过程,没有任何捷径可走。经过170多次的反复试验、分析和改进,最终用最严苛的环境条件来模拟,经过一年半的艰辛付出,终于使分离角速度达到了设计要求。正是通过这样严苛的试验,保证了每次飞船的正常分离,也确保了航天员能够安全返回。

只要产品还没上天,各种试验的状况始终都在设计师们的脑子里盘旋,设想着是否还有可以再继续改进的地方、是否还有没覆盖到的地方。他们不知道自己早已赢得了“偏执狂”的美名。

“事情没做‘透’,自己就放心不下”

作为副总设计师,张崇峰自从承担任务以来,天天都如履薄冰,他坦言:“如果事情没做‘透’,自己就放心不下”。为了解决一项又一项的技术问题,他经常要在上海、北京和发射场之间来回奔波。

2010年农历腊月二十七,对接机构捕获缓冲试验已接近尾声。突然,捕获传感器信号异常,这对所有忙碌了多日正准备回家过年的设计师来说,无疑是一个晴天霹雳。

经过分析,这种故障出现的概率为千分之一,而且对交会对接没有影响。千分之一也许微乎其微,但他们深知:不放过任何一个疑点,不带一个隐患上天,这是航天人的铁律。

两总系统立即组织归零,开会讨论,拿出解决方案,直到除夕晚上六点多才离开单位。当天儿子发着高烧,家里也没有准备年夜饭,他们一家就在朋友家吃了顿年夜饭。

那个春节张崇峰没有过好。大年初二,他就和大家全身心扑在了技术攻关上。他那时只有一个念头:早日排除故障,绝不能让问题上天。经过九天九夜的奋战,他们终于找到了症结所在,消除了这千分之一的隐患。

“攻关的路虽然漫长,但我们终究是胜利了”

对于实现交会对接任务来说,内行人知道最关键的是一把把交会对接锁,正是这些力大无穷的锁钩在交会对接时将天宫一号牢牢抓住并锁定。

特级技师王曙群刚开始接触对接机构装调时,感觉没啥难的,自以为一定能在短时间内做出来。但接触的时间越长,问题就越来越多。尤其是在装配对接锁的过程中,让他着实费了不少劲。为保证对接、分离成功,不但相关各舱室的气体不能泄漏,舱与舱之间也要“天衣无缝”,而且对接时必须保持平稳、牢固,不能剧烈晃动。因此,这些锁钩必须实现同步锁紧、同步分离,这就好比在太空中“拧螺丝”。为了做到这两个同步,包括王曙群在内的总装组在装配过程中必须边装配、边调整、边试验。

经过多次试验,王曙群他们发现试验结果与设计相差很大,而且这种偏差毫无规律可寻。从那天起,他便和这个问题较上了劲。为了早日攻克这一难题,他走路时想、睡觉时想,有时在饭桌上还会情不自禁地用手比划,老婆孩子都以为他中了什么邪。

就这样,通过近一年的试验、摸索,反复比对大量试验所取得的数据,他首先提出“对接锁的问题与锁钩的钩间距关系密切”,为团队拨开了云雾。王曙群制定了多项试验方案,形成了150万个数据,从中提炼出几个变量间的关系,提出了改变钢索旋向以及对钢索进行预拉伸处理的工艺方案,一举解决了困扰对接机构团队近两年的对接锁系同步性协调的难题。试验成功后,王曙群说“攻关的路虽然漫长,但我们终究是胜利了”。

“即使生病了,我也要到现场看着”

说这话的是总师助理柏合民,2012年4月2日,就在805所的神舟九号试验队即将进场执行发射任务的前2天,柏合民由于心肌梗塞被送进医院抢救,手术之后在重症监护室呆了好几天才脱离危险。

5月17日,做完心脏手术45天之后,不顾“静卧三个月”的医嘱,柏合民又来到了北京唐家岭的飞控中心。柏合民想到首次载人对接就放心不下,一定要到基地,他就说了“即使生病了,我也要到现场看着”。去唐家岭前,医生关照一定不能太累,熬夜是绝对不允许的,但是一旦到了工作岗位上,柏合民就把这些完全抛在了脑后。一次晚上讨论故障预案,大家劝柏合民回宾馆休息,但是他放心不下,坚决要求参加。后来在大家一致要求下,柏合民答应只参加最复杂的一个就回去休息。可是一坐下来,他就开始一个接一个地讨论,不愿离开。直到晚上九点多,大家实在担心他的身体,强行带他离开,他才恋恋不舍地回到宾馆,第二天一早就马上询问晚上的讨论情况。

在载人航天工程飞船系统和空间实验室系统副总指挥叶勋的眼中,团队像柏合民一样的人比比皆是:“因为任务的需要,团队中很多小青年跟着我们在各地奔波,以至于有的同志没时间好好谈一场恋爱,有的同志也因此与谈好的恋人分手;更多的同志非但没法孝敬老人、照顾家人孩子,相反还要老人来帮助料理家务、照顾小孩;由于长期出差在外,我们有的同志被别人误认为是单亲家庭,有的同志被人戏称为‘列车员’,还有的同志,自己的小孩管别人叫妈妈。”

就是这样一群人,他们研制出了世界领先、器件国产化率达99%的对接机构,以及一整套世界一流的地面模拟试验设备,获得发明专利30余项。

(责编:郑涵予(实习生)、赵竹青)

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