| ——中国航天科技集团公司四、六、七、九院承担首次交会对接任务研制工作侧记
 四院研制的逃逸塔在现场吊装
四院：打造航天员生命之塔
11月1日清晨5点58分7秒，长二F火箭托举神舟八号飞船顺利升空。
由中国航天科技集团公司四院研制的逃逸固体发动机在火箭发射120秒后点火工作，圆满完成了逃逸塔分离任务，有力保证了火箭发射的成功和神舟八号飞船的精确入轨。
在首次交会对接中，该院为天宫一号目标飞行器量身定做的全套结构密封系统，成功经受了太空复杂的环境考验，为我国首次交会对接任务提供了重要保障。
本次交会对接虽然没有航天员执行太空飞行任务，但是在本次发射“神八”的长二F运载火箭顶端，人们再次看到了被誉为航天员的“生命之塔”——逃逸塔。
由四院研制的逃逸系统固体火箭发动机，具有瞬间产生巨大推力的特点，一旦火箭在发射升空期间出现重大故障，逃逸火箭就会迅速按指令点火，将载有航天员的飞船舱体带离危险区域；若火箭顺利升空，它则按正常指令点火工作，在火箭升空120秒后自行与箭体分离实现“抛塔”，完成护送使命。
虽然“神舟八号”并不载人，但是该院仍然一如既往地按照载人飞行的高标准，精心做好逃逸固体发动机研制和生产。
逃逸固体发动机总设计师，国防科技进步一等奖获得者史宏斌作为技术负责人，带领研发人员针对前期研制中存在的问题，对逃逸固体发动机相应地进行了技术及工艺状态改进，为后续载人活动进行了技术储备和验证。
作为两个型号主任设计师的陈红斌，女儿马上读高三了，经常出差的她没有更多的时间辅导，甚至连吃饭都在外面匆匆了事，晚上还要加班工作。
逃逸固体发动机副主任设计师韩晓静放弃与家人周末相处的时间，经常在车间进行发动机的总装，保证产品生产计划的按期完成。
“装药大师”赵东民习惯把当天需要解决的问题记在本子上，吃饭过程中也在讨论工作问题。为了完成工作任务，他带病坚守在岗位，也曾通宵画图只为翌日图纸按时下厂。
“神八”逃逸系统发动机配方研制负责人刘学从研制工作开始，就一头钻进研制文件堆中，认真分析和总结“神七”的成功经验，提出了具体的操作规定。产品交付在即，他每天坚持在装药现场，全程跟踪，对关键环节、关键部位重点把关，协作解决出现的各类技术和质量问题。
在“神舟八号”密封件和“天宫一号”密封件研制中，最难的当属原材料的筛选。
恰逢密封件交付在即，在最为炎热的八九月份，参试人员放弃高温假、彻夜加班，和时间赛跑。车间内没有空调，硫化机内是近200℃的高温，参试人员紧守在硫化机旁，仔细观察、详细记录，对着方案不断进行论证。每次都是干爽爽地进去，湿漉漉地出来。功夫不负有心人，最终赶在交付节点前完成了任务。
与以前最大的不同是，“神舟八号”逃逸主发动机金属壳体圆筒，由此前的板材卷焊成形工艺变成了锻件旋压成形工艺，消除了后壳体中两段圆筒两条纵焊缝，产品可靠性及安全性大大提高。
研制团队对装药关键工艺进行了改进，成功完成了推进剂药浆混合工艺由卧式向立式混合机的转变，大大提高了混合工艺过程的安全性，提高了产品质量的可靠性。引进了一批高精尖新型数字化设备，特别是高精确度的高能射线探伤仪的使用，成为保证产品质量的利器。
为了确保绝热过程能够一次性成功，2车间贴片组员工白天进行型号生产，晚上在复用壳体上加强头部模压件粘贴操作、预热挑泡演练。验证试验一次不成功，就来两次、三次……经过团队的不懈努力，绝热取得了质的成功。
原材料合格率100%、绝热一次合格率100%、装药一次合格率100%、总装合格率100%、靶场一次交验合格率100%，该院在逃逸发动机生产和总装中，向交会对接任务交出了一份优秀的答卷。
 六院开展“天宫一号”研制工作
六院：航天动力擎起天梯
据资料统计，在国际各国航天发射活动中，发动机的故障率占到了三分之一。翻开中国火箭发射的历史纪录，中国航天科技集团公司六院研制的液体火箭发动机始终保持着百分之百的成功率。
在首次交会对接任务中，六院承担着长征二号FT1和长征二号F两发火箭、空间实验室、飞船上各种主推力及姿、轨控发动机和热控分系统泵、阀的研制生产任务。
在该院801所承担的飞船与空间实验室推进分系统任务中，需要满足目标飞行器与运载火箭分离后，为飞船的飞行提供轨道机动、交会对接、姿态控制、返回制动、再入控制等所需的全部动能。
神舟八号飞船推进分系统由返回舱推进子系统和推进舱推进子系统组成。返回舱子系统位于返回舱凹舱内，采用单元恒压挤压式推进方式。系统配置多台单元发动机，提供返回舱俯仰、偏航和滚动所需的动力。推进舱采用双元统一恒压挤压式推进系统，系统共配置数十台大小不一的姿轨控发动机。
“天宫一号”推进分系统位于空间站资源舱内，需要在轨工作两年。设计人员借鉴了飞船推进舱推进子系统设计方案，采用双元恒压挤压式推进系统，系统共配置数十台不同推力的姿轨控发动机，并新研制了金属膜盒贮箱、复合材料气瓶等设备，实现了以型号产品为牵引的航天液体动力创新发展。
一套发动机上的9个喷注器有数千个小孔，最小的孔径只有0.9毫米，全靠手工一个一个地测量。“数千个小孔，整整检了两个半月的时间”，该院7103厂职工董江华想起加工火箭发动机喷注器小孔的那段日子至今依然深有感触。
“全过程控制”是该院一直以来确保质量的优良做法，火箭发动机从设计、生产、试验直到运送试验场飞行，都实现了全过程的受控。
该院11所设计人员针对调节器万一断电所采取的自动回位、转速线圈性能提升改进、助推器发动机机架非正常模式下保证工作能力的技术创新活动，提高了发动机的可靠性和适应能力，使火箭的可靠性大大提高。
801所对推进分系统开展了贮箱排放试验、发动机高空热试车、发动机原子氧辐照试验等单机可靠性试验，针对“天宫一号”长期在轨对单机寿命的要求，推进分系统进行了气路、液路系统贮存试验和密封圈贮存试验，反复验证系统工作寿命。
北京11所在此次交会对接中，承担着热控分系统外回路泵、温控阀、自控阀的研制任务。
任务虽小，却分布于目标飞行器的各个部位，这就意味着目标飞行器产品转动部件必须经受连续工作20000小时以上、阀门部件需要经过数百万次动作无故障的考核，交付的循环泵与技术攻关温控阀达到并超过了任务指标要求。
不断提高试验技术水平，确保发动机数据测准测全，决不让任务误点，早已成为101所和165所这两个发动机试验研究所研制团队的共同心声。
担负“天宫一号”和“神舟八号”的变轨发动机是完成交会对接任务的动力之源，上天之前，必须要进行热标试车，试验数据的准确与否将直接影响总装对发动机性能的判断。
承担试验任务的该院101所参试人员预留出试验台改造和检查窗口的时间，对常用仪器设备进行有效的备份，提前策划推进剂供应，在确保推进剂质量的同时缩短推进剂转注供应周期。研制团队通过精心组织，周密计划，发动机在规定时间内全部完成。
为了满足交会对接发动机研制试验需要，165所对常规火箭发动机试车台，工艺系统进行全面改造，更换了多台大型容器，改造配气系统，更换不锈钢材质钢管，有效控制发动机多余物，增强了系统可靠性。
不仅如此，控制系统从原来的继电器改为三机表决系统，提高了系统安全运行性；通过增加闭环调节系统，并对数据显示系统进行扩容，有效提高了控制系统的精度和试验能力。
 七院火工品研制现场
七院：小小火工品的大作为
在首次空间交会对接任务中，中国航天科技集团公司七院承担了多项研制生产任务，为我国首次交会对接任务作出了应有的贡献。
从指挥员发出点火指令，到飞船返回时着陆瞬间的反推火箭点火，几乎每一个动作和功能的实现，都有692厂研制生产的火工品在发挥作用。
此次神舟八号飞船和长二F运载火箭上，众多的火工品都由该厂研制生产。其中，为火箭配套的火工品主要作用于助推器分离、级间分离、整流罩分离、逃逸塔分离、高空分离、栅格翼分离等；为飞船配套的火工品主要作用于返回舱与轨道舱的分离、回收着陆分系统伞舱盖弹射装置弹射器点火这两大非电传爆系统。
这些火工品装置的体积不大，却非常重要。此次“神八”与“天宫”的首次交会对接，对该厂的火工品提出了更加严格的要求。
3月的一天，总体单位要求该厂将火箭栅格翼分离非电传爆系统中的单桥带电爆管更换为单桥带起爆器。而此前从“神一”到“神七”，采用的都是单桥带电爆管。
该厂随即调集精兵强将，组成攻关团队，在近一个月的时间里，进行了温湿度、高度、温度循环、振动、冲击等10多轮的相关验证试验和设计鉴定试验，最终采用成熟的锥形插塞密封结构等设计技术，显著提高了救生系统与地面指挥系统的同步性，有效地保证了救生系统本身的安全可靠性。
“神舟八号”与“天宫一号”对接后的分离，采用的是机械分离，如果一旦发生紧急情况无法实现分离怎么办？
这时，七院研制的火工分离技术派上了用场。在机械分离发生紧急状态时，“应急解锁警报系统”中的新型爆炸螺栓就会起爆实现分离，给两者的成功分离安上了“双保险”。
按要求，对接锁爆炸螺栓体积要小，但单个产品却要承载很大的载荷。力若太大，有可能把螺栓本体炸裂开，但是力太小又分不开。这成为摆在研发人员面前急需攻克的难题。
“火工品不是好与坏的问题，而是成与败的问题”。由于有着“单点失效”的特性，任何一发火工品出现问题，整个飞行都有可能功亏一篑。因此，每一发火工品必须具备高质量、高安全、高可靠性。
面对“既要有效地实现分离，又不能破坏对接机构”的要求，研制人员花费了3年多的时间，进行了大量的地面实验，通过摸索其中的规律，终于找到了其中的平衡点。
“天宫一号”和“神舟八号”上分别装有数十个新型爆炸螺栓，通过非电传爆系统可以实现精确分离。
而非电传爆系统属无炸药、无起爆药的新型传爆系统，在点火时可以将碎片、气体密封在导电系统内，没有污染，安全性高、作用可靠，已经用在了完成推进器分离、整流罩分离、对接分离等动作中，一个起爆器可以同时引爆多个点，这在目前国内来说是最多的。
除了火工品外，该院参与承担了运载火箭的地面测发控设备、单机产品，以及星载产品的研制生产。这些看似不起眼的“小零件”背后，凝结了该院研制团队的大量心血。
2008年，正值产品鉴定件生产的关键时期，“5.12”大地震打破了连日来的繁忙状态。对该厂而言，产品质量的好坏、进度的快慢，直接决定着能否正式进入最终的配套合作计划。地动山摇间，很多员工的第一反应不是逃离，而是如何保护好手中的产品。地震仅一周后，项目组所有成员冒着随时可能发生余震的危险，重新回到工作岗位。
对项目组而言，用在“神八”和“天宫”上的电路板不仅需要特殊选材，还要满足耐高温、辐射和冲击的要求。
一个印制板上有数千个焊点，用什么样的材料连接焊点，如何连接，每一个步骤的要求都很精确。为此，由于长时间用眼，厂里给焊接的员工配发了眼药水。在今年火工品的质量复查阶段，692厂确保了每一件产品“零差错”。
 九院科研人员在对箭载计算机进行故障检测
九院：安上明亮的“千里眼”
在首次交会对接任务中，中国航天科技集团公司九院共提供各类产品600余台(套)，涉及惯性导航、计算机与微电子、遥测遥控、基础元器件多个领域。
天宫一号目标飞行器需要一双“眼睛”，精确地感知自身的微小动作，从而更好地确保飞行姿态精确控制以及与飞船交会对接，13所所属的时代光电公司设计生产的光纤陀螺，作为“天宫一号”的“眼睛”，进行着浪漫的太空之旅。
据悉让光纤惯导陀螺担纲空间站姿态控制的重任，这在世界范围内尚属首次，13所的光纤陀螺是世界范围内第一个在空间站作为主份应用的光纤惯性器件，开创了光纤陀螺在空间站应用的先河。
九院承担光纤陀螺技术的团队在深入研究、吃透技术原理的基础上，依靠完全自主创新，使光纤陀螺技术在短短几年之间取得突破性进展，在国内率先实现工程化和产品批量生产，光纤陀螺技术研究成果已获得2项国家技术发明奖、1项国家科技进步奖，应用于多个宇航型号任务，得到了用户的高度肯定。
与此同时，依托于这一技术的产品也在应用中通过了考验，在卫星搭载验证中不仅表现出良好的性能，达到设计要求，而且在一些特殊的空间环境下还发挥了独特的作用，展现了与众不同的特殊优势。
光纤陀螺在技术上发展空间广阔、潜力巨大，设计上受到广泛赞誉、一致好评，应用上历经考验、表现出色，再加上长寿命、低功耗、高可靠性的特点，成为天宫一号目标飞行器的主导航设备。
“载人航天，人命关天”，一个不起眼的螺栓出现问题都有可能造成难以想象的灾难性后果，更不要说汇集和处理信息的中枢，771所把提高可靠性、确保安全性作为研制工作的首要标准。
长征二号FT1火箭的信息处理关键设备箭载计算机、故障检测处理器和逃逸程序控制器的设计生产任务交给了九院771所。 与前期不同，长征二号FT1火箭对整箭的可靠性提出了更高的要求，分配给各配套设备的可靠性值也相应提高。
为了最大程度地提高火箭的安全性，让航天员毫无顾虑地乘坐飞船升空，771所在计算机可靠性上下足了工夫，他们一切从头做起。
研制团队对箭载计算机、故障检测处理器进行了全新设计，采用系统级的冗余设计从根本上提高信息处理的可靠性。在设计提升的同时，他们进行了无数次前仿真、综合后仿真、布局布线后仿真、限电压极限温度环境仿真，试验中出现的任何异常，都深挖细剖、追根溯源，确保设计降额充分、逻辑正确、时序合理。
空间站长驻会受到真空、失重、高辐射、冷热剧变的太空环境影响，飞船往返于天地之间，在地面环境和太空环境中穿梭，人要在其中生活和工作首先需要创造一个能够维持生命的环境，所需要的氧气、适宜的温度都需要计算机的控制与维持，而天地交互所有信息的沟通更是离不开计算机的协调与控制，地面上遥控指令的接收与处理，空间站里各种设备的运行，试验结果的汇报，离开了计算机一切都将陷于瘫痪。
数管分系统中央处理单元是天宫一号目标飞行器和神舟八号飞船数据管理的核心，负责提供星上基准时间，控制串行数据总线的运行及下位机的操作，实现遥测、遥控、任务管理、自主控制等功能，它的稳定工作是航天员在天上正常生活和工作的基本前提。
为了确保中央处理单元万无一失，技术人员再次采用了三冗余设计，通过三冗余热备份逐步降级技术，确保中枢的可靠性。在确保产品功能实现的基础上，突出了可靠性设计技术的应用，在环境适应性设计、结构设计、裕度设计、冗余设计、热设计、降额设计、电磁兼容性设计上耗尽心思，彻底消除了单点故障和所有盲区，可靠性指标达到99.9%。 （荣元昭 张美书 张平 仝先刚 宣文）
来源：中国航天报
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