“神十一”上的蘭州造

　　510所研制生產(chǎn)飛船5個系統(tǒng)43臺套產(chǎn)品

　　大西北網(wǎng)10月18日訊      10月17日，神舟十一號飛船發(fā)射成功，在這艘肩負著特殊任務的飛船上，凝聚著來自蘭州空間技術物理研究所（以下簡稱510所）的科研人員辛勤的汗水，飛船上結構與機構、熱控、測控、儀表與照明及環(huán)空生保這5個分系統(tǒng)的43臺套產(chǎn)品是由他們研制和生產(chǎn)的，這些設備起到保障飛船在軌的正常運行和宇航員生命安全等重要作用。

　　艙門檢漏保障宇航員生命安全

　　2016年對于我國載人航天事業(yè)來說是極為重要的一年，按照載人航天的規(guī)劃，除了已經(jīng)發(fā)射成功的空間實驗室、神舟十一號飛船之外，未來還將發(fā)射貨運飛船，新一批航天員又將隨飛船升空，完成萬眾矚目的載人航天任務。在載人航天工程中，航天員要在太空飛行多天，期間要經(jīng)歷多次穿艙活動，都需要打開和關閉艙門。航天員在艙內(nèi)要生存，維持其正常生活的氣體不能泄漏，艙門是否密封良好具有決定性作用，因此精準快速檢測艙門的密封性至關重要。艙門檢漏儀作用就是檢測飛行器艙門是否關好達到密封狀態(tài)，因為在太空環(huán)境中一旦艙門沒有關好，而航天員在艙內(nèi)脫下航天服后果將非常嚴重。怎樣才能確定艙門關閉嚴密呢？艙門檢漏儀就應運而生了，它像一個反應靈敏的“安全衛(wèi)士”，通過內(nèi)部的傳感裝置，感受壓力和溫度的變化，在短短幾分鐘之內(nèi)判斷出艙門是否關閉完好，并向航天員發(fā)送出“艙門關閉好了，可以脫下航天服”這樣的確認信息。

　　早期的飛船采用整艙加壓，監(jiān)測艙壓變化來檢測艙門的密封性，這種方法準確、可靠，但耗時較長。對于早期無人飛船任務影響不大，對后續(xù)載人飛船分秒必爭的航天員空間試驗任務來說影響較大，會浪費大量時間，迫切需要改進檢測手段，縮短檢測時間。510所宇航機電產(chǎn)品事業(yè)部研發(fā)的艙門快速檢漏儀正是在這一背景下研發(fā)成功，實現(xiàn)了對艙門和對接面的快速、準確檢漏，填補了國內(nèi)在該領域的空白。目前，艙門快速檢漏儀已成為載人航天飛行器的“標配”設備，為航天員艙內(nèi)活動提供堅實的安全保障，可以說艙門快速檢漏儀就是航天員生命的保障者。

　　未來幾年，我國將在太空中建成自己的空間站，510所艙門快速檢漏儀在載人飛船上的成功應用為空間站等后續(xù)航天器艙門和各種對接密封面檢測積累了經(jīng)驗，奠定了基礎，510所的艙門檢漏儀將繼續(xù)在我國未來發(fā)射的航天飛行器上發(fā)揮“門神”的作用，為載人航天飛行器保駕護航。

　　為神舟儀表制作“救生衣”

　　隨著神舟系列飛船和天宮空間實驗室的成功發(fā)射，我國掌握了天地往返、航天員出艙和空間交會對接三大關鍵航天技術。大家也許能從電視的轉(zhuǎn)播畫面上看到，神舟十一號飛船上有著數(shù)量眾多的儀表，這些儀表都要求非常精密和精確，不能出一絲一毫的問題，否則后果就不堪設想。

　　但是在飛船發(fā)射的過程中會產(chǎn)生巨大的振動，那么是什么保證這些儀表不受這巨大振動的影響的？這就要說一說由510所科研人員研制的神舟系列飛船儀表板減振器了。

　　神舟十一號飛船上儀表類器件通過液晶屏和航天員完成人機交互工作，作為高精科技代表的儀表類器件往往比較脆弱，而發(fā)射過程中火箭的瞬時加速會引起飛船艙內(nèi)設備的劇烈振動，如果無法很好的隔離、衰減發(fā)射時的沖擊振動，很可能導致飛船儀表損壞、飛行任務失敗。此時，神舟系列飛船儀表板減振器肩負起了為整個飛船儀表減振的重任，安裝在儀表板四個安裝點上的金屬橡膠減振器將儀表和船體隔離了開來，并通過振動過程中金屬絲之間不斷互相摩擦消耗了大量能量，這部分能量最終變成熱能消失在了周圍介質(zhì)中。金屬橡膠減振器完美扮演了神舟飛船儀表類器件“救生衣”的角色、確保了歷次飛行任務的圓滿成功。

　　值得一提的是，這種金屬橡膠減振器不但運用在了神舟系列飛船上，通過510所科研人員的改進和研究，改型金屬橡膠減振器成功的在火車上應用，與同類型產(chǎn)品相比，改型金屬橡膠減振器耐高低溫、耐腐蝕、抗老化、承載能力強、減振性能好，同時讓機車行駛起來更加平穩(wěn)，而且大大地降低了車輛的振動和噪聲，為坐車的旅客提供了更舒適的環(huán)境。目前，該成果先后在柴油機車的氣缸冷卻水接頭密封、核分離輸送管道密封、鐵路牽引機減振、斯特林制冷機整體減振、紅外相機整體減振、“探索”衛(wèi)星紅外地平儀減振、返回艙通氣閥減振、艙門快速檢漏儀上高精傳感器減振、導彈發(fā)射減振、離子電推進系統(tǒng)推力環(huán)減振、慣導隔振穩(wěn)定平臺等項目上成功應用。

　　此外，510所還設計了手持操縱棒來方便航天員操作儀表控制飛船。也許有人會問，為什么要用操縱棒呢？這是因為，航天員穿著航天服束縛在座椅時，座椅和儀表板之間的相對距離超過航天員手臂的可達范圍。為航天員配備操縱棒，以便航天員對儀表板上的部分開關及按鈕進行操作。別看只是小小一根操縱棒，卻有很高的科技含量。操縱棒握持部分充分考慮航天員手掌抓握時人機工效學效果，滿足抓握時飽滿度和舒適度要求。操縱棒桿端部分為可伸縮設計，航天員可以根據(jù)操作過程中與儀表板的實際距離調(diào)節(jié)操縱棒長度。在使用過程中，操縱棒可以調(diào)教長度，類似套筒設計，內(nèi)部位螺紋，外部為滾花設計，為航天員旋轉(zhuǎn)該部件時提供足夠的摩擦力。操縱棒頂端設計一硅橡膠頭，可有效緩沖航天員使用操縱棒點擊儀表板上按鈕時操縱棒和儀表板按鈕之間的作用力?？梢姴倏v棒雖小，但其設計充分考慮了人機工效、作用力形式等要素。點亮神舟飛天之路

　　神舟十一號載人飛船在浩瀚的宇宙遨游過程中，會周期性經(jīng)過地球陰影區(qū)，此時就會經(jīng)歷很長時間的黑暗，影響在軌任務的順利完成，此外，此次神舟十一號還將與天宮二號實施交會對接，從而使宇航員由神舟十一號進入天宮二號開展一系列工作和空間實驗。但是由于太空中的特殊環(huán)境，在交會對接中照明問題就顯得非常關鍵。航天510所承擔飛船艙內(nèi)照明設備和交會對接照明設備研制任務，不僅為航天員提供了艙內(nèi)工作、生活照明，還為載人飛船與空間實驗室在陰影區(qū)的交會對接提供了攝像輔助照明。

　　看到這里大家可能會問，宇宙空間中環(huán)境那么惡劣，咱們平常使用的照明光源能行嗎？沒錯。如果直接采用咱們生活中常用的白熾燈、節(jié)能燈的話，估計在飛船上還沒用幾天就熄火了。那么，飛船上究竟采用了什么樣的光源呢？其實神舟十一號載人飛船艙內(nèi)照明設備（近距離泛光照明）和交會對接照明設備（遠距離投光照明）均采用了現(xiàn)有民用市場上大量的LED光源，也就是固態(tài)照明光源。采用LED作為空間照明光源的優(yōu)勢有很多，比如耐沖擊、抗振動、體積小、功耗低等。這些特點使LED非常適合在航空、航天等條件苛刻的環(huán)境中使用。那么，LED真的就那么完美嗎？答案當然是否定的，LED由于受限于發(fā)光材料的性能，對高溫環(huán)境和低溫環(huán)境都比較敏感，所以為了解決這個應用難題，510所照明研制團隊在十幾年前就開始了關鍵技術攻關。

　　在軌長時間工作溫度高，就得想辦法給設備降降溫；在軌長時間儲存溫度低，則又必須想辦法給設備加加熱。這兩種情況看似矛盾，不過最終還是被研制組經(jīng)過刻苦的科研攻關逐個拿下。另一個設計難點主要集中在照明設備的空間環(huán)境適應性上，為降低空間特殊環(huán)境（包括紫外輻照、總劑量輻照、原子氧等）對產(chǎn)品可靠性及壽命的影響，研制團隊先后突破了空間用二次光學系統(tǒng)設計、在軌抗特殊空間環(huán)境設計、敏感器件抗力學環(huán)境設計等技術難點。載人飛船有了艙內(nèi)照明設備和交會對接照明設備后，當飛船進入地球陰影區(qū)時，航天員在艙內(nèi)仍然可以正確判讀儀表，手動操作各種開關，也不會誤打誤撞了，飛船與空間實驗室交會對接也多了一份成功的保障。

　　其實從神舟七號開始，飛船上的照明燈和照明電源就由510所研制。通過多年的科技攻關，510所在這方面的技術已經(jīng)處于全國領先水平。據(jù)了解，神舟十一號飛船以后發(fā)射飛行器的所有宇航照明（除空間站機械臂上的照明外），包括未來將要發(fā)射的貨運飛船，以及空間站的三艙（實驗一艙、實驗二艙、核心艙）的照明和照明驅(qū)動均是由510所負責研制。