蘭州科研單位助力神九成功

　　新華網(wǎng)甘肅頻道消息  一個國家載人航天技術的發(fā)展，是當今各國綜合國力的直接體現(xiàn)。今年的“神九”與“天宮”的對接，宇航員進入天宮一號做空間試驗，使我國成為全世界第三個擁有此項技術的國家。這是一件足以讓全中國人感到自豪的事。而在這次及之前的壯舉中，510所成為不可或缺、功勛卓著的排頭兵。

　　作為甘肅省內(nèi)唯一從事航天科學的研究所——中國航天科技集團公司五院510所自從東方紅一號衛(wèi)星開始，就一直參與其中。在天宮一號目標飛行器上，承擔了五個分系統(tǒng)21類（47臺/套）單機研制任務。在神舟九號運輸飛船上，510所承擔了儀表照明、結構機構、測控通信、熱控、環(huán)控生保五個分系統(tǒng)30類（40臺/套）單機研制任務。

　　交會對接部分關鍵設備為“蘭州造”

　　自2005年開始，510所承擔了神舟八號、天宮一號的研制任務，圓滿完成了結構熱控船、電性船、鑒定件、正樣設備研制、生產(chǎn)工作。此次，神舟九號運輸飛船上，510所承擔了儀表照明、結構機構、測控通信、熱控、環(huán)控生保五個分系統(tǒng)30類（40臺/套）單機研制任務，與神舟七號相比完全繼承類產(chǎn)品5臺/套，占單機研制數(shù)量的5％；有重大技術更改設備14臺/套，占單機研制數(shù)量的35％；新研設備21臺/套，占單機研制數(shù)量的52.5％。

　　此次發(fā)射的神舟九號與前期的載人飛船相比，對設備的功能、可靠性、技術、環(huán)境適應能力要求更高，設備的環(huán)境試驗條件和設備的環(huán)境適應能力提出了較高的要求。神舟九號、天宮一號設備的環(huán)境試驗條件較神舟七號有較大的提高，環(huán)境試驗溫度從原來的-15℃至50℃提高到了-35℃至70℃，環(huán)境試驗的時間也成倍增加，因此對設備中使用的元器件及原材料的質(zhì)量等級有較大的提高，國產(chǎn)元器件的標準等級大幅提高，設備的熱設計難度增加。為了達到這些要求，510所對設備中使用的元器件及原材料的質(zhì)量等級有較大的提高，對以往的一些設備做出了重大技術改革，并且自主研制了不少新的設備。

　　儀表設備首次用上彩色液晶顯示器

　　在510所交付使用的所有產(chǎn)品中，儀表照明分系統(tǒng)產(chǎn)品是最主要的，約占總數(shù)的三分之二。從電視轉(zhuǎn)播上看，艙內(nèi)攝像機鏡頭中最“露臉”的設備，大部分都是該所研發(fā)的產(chǎn)品。“神七”的設計顯然不能滿足數(shù)據(jù)信息量和人機交互的要求，儀表設備要求顯示更多的數(shù)據(jù)信息，而且增加了圖形顯示的要求，人機的交互也是對儀表設備提出的新要求。神舟七號及之前的設計顯然已經(jīng)不滿足數(shù)據(jù)信息量和人機交互的要求。

　　為了滿足這一變化，神舟九號、天宮一號使用了彩色液晶顯示器，替換了神舟七號使用的單色液晶屏，其中應用了FPGA等高端處理器，與原來的液晶屏完全不同，技術難度非常大，這是儀表設備第一次應用。神舟八號綜合顯示單元、編碼指令板、天宮一號綜合顯示單元、編碼單元都采用了液晶屏的設計。

　　顯示儀表設備為航天員及時、準確地提供了目標飛行器及載人飛船的各類參數(shù)信息、事件信息、時間信息以及事件燈窗等的顯示，成為載人飛行器中航天員不可或缺的彩色智能終端。

　　世界首次使用艙外LED新型照明

　　太空沒有陽光，環(huán)境又很特殊，在太空艙內(nèi)照明用普通燈肯定就不行。510所科研人員，為了滿足太空內(nèi)的特殊要求，交會對接任務，新增了艙外的大功率LED照明設備，滿足交會對接中的照明要求，其照射距離為150米。其中要解決的是LED燈在空間環(huán)境中的環(huán)境適應性，及大功率燈的散熱問題；這種艙外的大功率照明設備也是第一次應用。LED照明設備應用了新材料，新元件、新材料、新器件進行了充分的認證試驗，使其符合航天要求，新元件、新材料、新器件進行了紫外輻射、輻照總劑量、原子氧、真空質(zhì)損、燃燒、真空揮發(fā)物等試驗。

　　由于交會對接燈在飛船艙外工作，勢必會受到來自空間特殊環(huán)境的影響，主要包括紫外輻照、總劑量輻照以及原子氧輻照。上述空間輻照如果不能進行有效的防護或者減弱，那么將導致交會對接燈性能降低，可靠性無法保證，嚴重時如果交會對接燈失效，交會對接任務可能就會無法完成。問題的嚴重性不言而喻，為了解決該難題，研制團隊分別從材料、工藝、結構設計等幾個方面開展攻關，在經(jīng)歷了一次次的失敗，一次次的重來之后，成功的設計出了能夠抵御大部分空間輻照的燈體結構以及照明光學系統(tǒng)，并且完美通過了特殊空間環(huán)境地面試驗。

　　神舟九號儀表板結構件及減振器

　　儀表與照明分系統(tǒng)是飛船的一個重要分系統(tǒng)，它內(nèi)部有大量儀器、儀表。如綜合單元、綜合顯示屏、左面板、右面板、編碼指令板、語音單元、艙壓表、艙外照明電源等許多儀器儀表。這些儀器儀表要求一個結構緊湊，布局合理，強度、剛度高，質(zhì)量輕的儀表板結構件，為這些儀器儀表提供一個準確、可靠的安全接口，在力學、電學等方面提供必要的工作環(huán)境，主儀表板通過四個專門研制的減振器與返回艙相連，使儀表板牢固地固定在返回艙的艙壁上，保證安裝在儀表板上的各種儀器儀表能可靠、安全地工作。

　　510所為神九設計的儀表板結構件是儀表與照明分系統(tǒng)設備的承重部件，它為分系統(tǒng)顯示設備和主要手控設備提供準確、可靠的安裝接口和必要的工作環(huán)境。儀表板減振器用于儀表板與艙壁連接處的減振。它幫助儀表板上設備適應飛船不同飛行階段的振動、沖擊環(huán)境，改善儀表板上設備的工作環(huán)境。他們設計的儀表板結構件及減振器產(chǎn)品的特點是重量輕。510所科研人員設計中選擇輕質(zhì)鋁合金材料，結構上采用橫斷面為Π形的骨架，不僅減輕了重量，而且滿足剛度和強度，使儀表可以抵御各種意外情況。此外，他們采用金屬絲制作的金屬橡膠減振器。這種減震器具有較高的阻尼特性和多自由度減振功能的特點，滿足儀表設備的力學環(huán)境要求，保證了產(chǎn)品的可靠性和使用壽命。