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他们这样打造空间站梦天实验舱

由中国航天科技集团有限公司八院抓总研制的空间站梦天实验舱成功发射,八院149厂承担了梦天实验舱总装任务。鲜为人知的是,这些精密繁重的总装工作由40多位、平均年龄33岁的年轻航天人担纲完成。伴随着梦天实验舱的成功发射、中国空间站建设打响收官之战,新一代中国航天人逐步挑起大梁。

栾浩:面对困难毫不妥协的33岁执行经理

十年前,刚刚本科毕业的栾浩面对今后人生路,曾不断追问自己:是做研究还是进入工程领域?正当犹豫徘徊之际,上海航天招收研究生的消息吸引这位一直有航天梦的学子,他决定到中国航天科技集团八院149厂读研深造。

作为一家综合型骨干航天企业,149厂在系统集成总装综测、特种焊接、金属成形、热表处理、精密构件加工以及装备研发等领域,技术能力处于国内领先地位,具有完善的人才培养体系。三年深造,为栾浩参与型号研制生产打下坚实基础。

2016年,栾浩被调入空间站总装团队。面对型号严苛的要求、复杂的空间布局、繁杂的工艺流程,他和团队成员一起夜以继日进行研究和探讨。

梦天实验舱工作舱是八院首次承担的密封舱总装任务,不同于以往非密封舱段的总装要求,不仅复杂程度升级,对舱内洁净度、环境微生物指标都有很高要求,工作舱内仅安装孔位就有1万多个。

研制初期没有合适的工艺保障,栾浩多方调研,与设计师反复沟通、论证,设计了暴露平台展开、载荷机柜安装的工艺方案;没有具体的防控措施,他就从零开始,制定了微生物防控、密封舱总装、地面通风、结构防护层实施方案。

在外场试验中,梦天实验舱电性舱的改装任务极为重要,但也极其复杂。要求总装人员必须避开所有不必要的操作,又要确保所有操作互不相扰。

在翻看所有工艺流程和设备状态后,栾浩梳理了上百根电缆和上百台设备的工艺技术要求。以计划流程、技术流程、产保流程相结合为抓手,依据设计文件,梳理和制定了装配过程中的关键、强制检验点,明确操作和检查要求,从而保证了过程风险管控闭环。经过一个月奋战,团队按时完成任务,为后续试验任务开展提供了有力保障。

2021年,栾浩被任命为梦天实验舱总装执行经理。他积极和各设计团队探讨产品研制需求、参与各舱体辅助装备研制、协调各型号生产流程需求,面对任何困难,这位33岁的年轻人都毫不妥协,千方百计找出解决之道。

齐海雁:在总装总测现场办公的型号大管家

时间紧、任务重,如何快速处理总装现场问题?2018年底,型号大管家八院149厂梦天实验舱总装主任工艺师齐海雁,干脆把办公场所搬到了总装总测的现场,任何问题不拖延、不积压,不断进行工艺流程优化、工艺要求细化量化。

梦天实验舱由工作舱、货物气闸舱、载荷舱及资源舱四部分组成,是一个个子高、两头窄、中间宽的大块头。为了在这个大块头的体内和体外正确安装各类密密麻麻的电缆、管路和设备等,齐海雁和团队成员探讨过多种总装装配方案。经过一轮又一轮模拟验证,他们摒弃了目前常用的垂直总装方案,采用借鉴了运载火箭的水平+自旋转总装方案。

在研制梦天实验舱旋转装配架车时,刚开始计划采用原理简单、选配方便、广泛使用的带轮传动方案。然而通过三维模拟计算,发现23吨的整舱在运转过程中,会让带轮传动产生打滑风险。

这一方案立即被叫停,齐海雁带领团队将目光聚焦到以小带大的齿轮传动方案。零件是否可以再小点、载荷能力是否可以再大点、传动比能否再精确点?他将每一次实验数据进行了精确对比。

最终,在装配架车前端装载了一副厚度仅为2厘米、直径4.3米的巨型齿轮,不仅减轻了齿轮自身的重量,还保证了齿轮拆装的安全性和便捷性,并通过表面处理和热处理,每一个齿都进行了强化,能够满足正反旋转的两种模式。

当操作人员启动电机后,一个直径只有40厘米的齿轮与这个巨型齿轮进行啮合传动,让梦天实验舱可随心所欲地停在最适合总装的位置,达到四两拨千斤的舱体水平自转效果,为确保顺利总装提供了良好基础。

顾宋庆:万无一失就是进行一万次验证

梦天实验舱资源舱是149厂新一代航天匠人、90后总装工顾宋庆首次接触的空间站产品,集动力导管、设备电缆、热控系统于一体,涵盖飞行器总装的各类要求和要素。

舱体的设计图纸,首次由二维纸质变为三维数字化模型,要求总装人员必须具备良好的空间感,练就一双透视眼,能将藏在每一个产品后面的零部件找出来。使用初期,顾宋庆经常和设计师、工艺员一起讨论如何将产品的逻辑树更好展现出来,一边总装、一边完善模型。

在三维模型加持下,顾宋庆很快就得心应手。随着指尖的一次次滑动,舱体的内外结构中,哪里会干涉,哪里需要做好防护,都被他琢磨透了,总装效率变得更快,产品质量变得更高。

在中国空间站工程任务中,如何做好太空中舱外维修和保养?是确保空间站长期服役的基本要求。为此,在梦天实验舱总装过程中,需要通过试验验证来确保每一次操作万无一失。

在149厂空间飞行器总装厂房,顾宋庆需要穿戴特制的手套、头盔、系好安全绳,亲身感受太空飞人开展舱外模拟修复操作。随着舱体验证平台被推入操作区域后,安全绳被升起,他的身体缓慢离开地面。为了更形象地模拟太空中的操作方式,他还需要将身体处于水平状态。

原本驾轻就熟的装配过程,由于佩戴特制手套、头盔等缘故,顾宋庆的手部关节运动范围有较大的限制,就连平时正常的抓握和旋转都变得困难,操作动作显得格外笨重。

同时,由于头盔对视线的遮挡,他必须反复调整自身姿态,选取最合适的角度对周边环境进行观察,根据设计操作要求,每安装一个螺钉,他就要在相应的位置停留数分钟,并通过相机记录下每个操作的位置和流程,为后续航天员操作编写维修手册打下基础。

被吊起后,整个视角都发生了变化,原本站立就能看到的地方被设备挡住了。一次操作下来,虽然时间不长,但是身体却感到疲惫。可以想象,在真实的太空中,航天员操作起来更加费力。顾宋庆说。

航天员在太空短短几分钟的操作,顾宋庆要在地面上练了上百次,为的是寻找到最合适的操作位置和最快的操作流程,让航天员以最快、最精准的操作完成每一项工作,从而减少潜在的风险。

他说:所谓万无一失就是进行一万次验证,在一万次的操作中寻找最合适的操作。作为新一代航天匠人,我们要手中握得住技能,肩上担得起责任。

朱俊劼:成功消息是最美好的结婚礼物

梦天实验舱成功的消息,是我们收到最美好的结婚礼物。149厂总装团队成员朱俊劼的新婚妻子汪佳林说。这对95后新人,在梦天实验舱成功发射前夕,刚刚步入婚姻殿堂。

朱俊劼动手能力强,自从加盟团队,仅用了三年时间,就快速成长为一位能够独立操作载荷舱的主岗,虽然年轻,却是总装团队的老师傅。为了一心一意完成总装任务,他将婚期一拖再拖,得到汪佳林的默默支持。

梦天实验舱中各项精细装调,成百上千的电缆好比穿针引线。在舱体侧面,梦天实验舱有两扇门,门里面藏了各种款式的电缆。为了确保每一次电缆插接都能做到万无一失,在总装初期,朱俊劼每天对着地面模拟插拔台,进行反复的练习。核对插头、插座代号,检查插针情况,确认插座标记刻度……每一步操作都严格按照工艺文件,容不得半点马虎,生怕有个闪失。正是心中怀有这样一份敬畏之心,他的技能愈加娴熟。

面对全新舱体,朱俊劼和团队摸着石头过河,同设计师、工艺员一起寻找最优的总装方案。为了确保两扇门的角度运动旋转到位,朱俊劼敷设的电缆不仅要满足绑扎间隙,还要满足转弯半径的技术要求,从而呈现出一道道空中长廊。

在紧张的试验任务期间,为了全力以赴,朱俊劼主动和汪佳林减少了联系,专注于最后的冲刺。回顾这一年来,汪佳林对于未婚夫工作的了解,更多是通过新闻上关于航天的报道。朱俊劼说:自从成为一名航天人,我和佳林的交流慢慢地都变成了聊航天的事,她已习惯了这种航天家属的生活方式。

终于,等到了亲手总装的梦天实验舱发射那一刻,朱俊劼才真正体会到那是怎样一种情感:既有送走孩子般的不舍,更有为她翱翔太空的骄傲。得知梦天成功飞天的消息,汪佳林第一时间发消息向朱俊劼祝贺,祝福他在航天道路上走得更远、飞得更高。

心怀梦想、奋勇拼搏、勇攀高峰。新一代中国航天人,前程似锦!

(本报记者张建松、胡喆 参与采写:范文超、丛茜)

来源:新华每日电讯

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