——记中国航天科技集团公司九院771所电源设计师苏亮 天宫一号目标飞行器与神舟八号飞船的交会对接是我国载人航天事业发展史上的又一个重要里程碑,是航天员太空实验能力和空间站对接技术的完美结合,更是我国航天人兢兢业业、精益求精、勇攀高峰的见证。中国航天科技集团公司九院771所电源事业部青年设计师苏亮,为“天宫”的“搭建”,付出了太多的汗水和心血。 2008年,苏亮幸运地承担了为“天宫一号”医监系统研制电源的任务。该电源主要功能是为医监设备和医学检查设备提供电能。其中,电源主体为医学信息管理主机供电,外设模块通过医学信息管理主机给生理信号测试盒、血压测量仪、无创心功能监测仪、便携式运动肺功能仪、微生物检测装置、医监生化检测装置、动态心电数据读取装置等设备供电。医监电源是航天员生命健康的直接保证,一旦发生故障,不仅航天员在遇到意外时会失去保护,还有可能因维生系统的误动作引发本不应该发生的事故。特殊的用途对该电源产品对在轨时间、可靠性提出了苛刻要求。同时,恶劣的工作环境要求该电源必须体积小、重量轻、效率高、功率密度大,才能满足保证“天宫一号”的正常运行。 为了使电源产品性能满足医监系统的技术要求,苏亮优选方案,在设计上采用了积木式结构。然而,由于每个框架的高度受限,结构件和印制板接触面无法增加绝缘材料,PCB布局布线受到极大限制。他在充分考虑继电器力学设计和布线原则的前提下,通过优化结构和改良布线,使电源既保证了绝缘特性,又使功率器件的散热实现均衡,整个方案达到最优,大大提高了可靠性。同时,由于时间紧,设计周期短,进一步加大了电源的设计难度。面对严峻困难,他没有退缩,也不为自己找任何理由。为确保任务进度,他加班加点,全身心投入工作;为满足技术要求,他查阅了大量资料,请教老专家,积极与总体单位沟通,共同研究原理的合理性和工艺的可实施性。医监电源采用双机冷备份冗余技术,同时具备响应数管分系统给出遥控切机指令的功能,该技术增加了电源的使用寿命和性能可靠性。苏亮一遍遍地检查分析,一点点地优化方案,一丝不苟地探究思索,最终完成了包含降额、散热、电磁兼容性、冗余、简化、抗浪涌等技术的合理设计方案,各项指标皆满足任务要求。不仅如此,苏亮还考量了用户在任务书中没有提到但事实上可能存在的潜在要求。数月的紧张工作转眼即逝,苏亮没有让大家失望,圆满完成任务,为国家发射任务争取了时间。 接口电路的更改是一个典型问题的特殊体现。问题产生于型号总体与设计师之间的专业差异。苏亮想人之所想,急人之急,在交付之前发现了自己电源之外总体未考虑到的隐患。由于输出路数多,需要大量使用继电器。通过对总体最初方案仔细研究,他对最初方案进行了优化,提出了更改意见并得到总体单位的采纳,提高了产品的测试覆盖性,从设计源头保证了医监电源不会出现单点故障。同时通过对继电器切换电路优化设计,既保证冗余设计和功能,减少了继电器的单机使用数量,满足任务书给定的体积指标。最终,该医监电源从研制开始到正样产品的交付未出现一次质量问题,可靠性指标达到了0.9999,优于总体任务书要求的0.9994。 (崔晨 郑方达)
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