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小泵閥為航天員搭建溫馨舒適的太空之“家”
來源:http://www.bjdnjr.live/ 作者:中國水泵網 更新時間:2018-04-25 點擊:796

10月17日,“神舟十一號”飛船成功發射,即將與天宮二號實現交付對接,我國首個空間實驗室將迎來他的主人:兩名中國航天員。在長達一個月的太空駐留期間,航天員的太空生活空間到底如何?是溫馨舒適,還是憋悶難受?航天科技集團六院11所研制的航天器小泵閥,為幫助航天員搭建起一個溫馨舒適的家發揮了關鍵作用。11所研制的泵閥系列產品,在“天宮”、“神舟”的熱控和環控生保系統中居功至偉。

  搭建航天員溫度適宜的“家”

  眾所周知,載人飛船在太空中飛行,最關鍵是航天員的安危。確保航天員在太空中的生活舒適安全,就必須為航天員營造一個類似于地面一樣的“家”:有適宜人類生存生活的溫度,氧氣等等。而要營造這樣一個溫馨的“家”,就要靠熱控分系統和環控生保系統來提供。

  熱控分系統和環控生保系統,分別位于載人飛船的推進艙和軌道艙的艙壁內。11所研制人員介紹,環控、熱控分系統主要采用流體換熱技術進行溫度控制,通過流體流動將船上產生的熱量傳遞給外部輻射器,再通過輻射器將熱量輻射到太空中。為了保證系統正常運行,需要泵和閥類產品驅動和控制流體介質。熱控分系統的作用是使飛船內保持一定的溫度濕度,環控生保系統是為航天員創造合適的艙內生存環境條件,保障在空間飛行的特殊環境下安全生活和正常工作,為航天員營造了一個溫暖如春的居住環境。

  讓熱控系統的“心臟”跳動起來

  外回路循環泵是熱控系統的“心臟”,只有通過它才能驅動熱控流體介質在管路內循環流動,源源不斷地帶走熱量,從而保證飛船艙內和設備的工作溫度。在熱控系統的產品中,外回路循環泵技術難度大、要求精度高,是研發過程中最難啃的骨頭。

  該型號泵不同于航天常用的火箭發動機渦輪泵,具有小流量、長壽命、高真空的特點。小流量、低揚程就決定了泵的性能很難提升,必須想方設法提高效率。長壽命的關鍵在于提高軸承、密封等轉動件的性能,高真空要求泵的泄漏量小,因此需要考慮動密封裝置,這些都是技術人員面臨的高難度問題。

  11所研制人員通過將近4年的探索,攻克了循環泵的機電一體化屏蔽、長壽命高速軸承等關鍵技術,減小了產品體積重量,總功耗降低了20%以上,滿足了氦檢漏的性能指標,符合熱控方面的需要,而且還能夠滿足空間環境要求,能夠承受發射過程中的沖擊、振動和過載情況。艙外服循環泵采用此項技術,使航天員出艙行走時能夠適應軌道上的真空、失重和高低溫環境。

  長壽命源自研制隊伍超常努力

  載人航天產品要求可靠性高、風險大,11所提供配套的產品既有艙內的又有艙外的,既有船上的又有地面上的,要保證多產品的技術狀態,需付出更多的心血和汗水。該所研制人員對每項產品嚴格設計標準,從做模型開始,多次校對,反復討論,對產品加工工藝、裝配工藝、流水線及檢測手段一絲不茍。

  “此次航天員在軌時間增加約一倍,對我們提供產品的壽命要求、力學環境、熱環境等要求同樣也增加了。” 11所項目組技術負責人夏德新主任介紹到。為此,研制人員對每項產品都像對待自己成長中的孩子一樣“操碎了心”。

  同發動機研制相比,載人飛船溫控泵閥產品研制有其自己的特點,設計人員需要負責從設計、原材料采購、生產裝配、試驗驗證到配合總體測試等全過程。載人飛行器對產品可靠性要求又極高,而且外協配套單位非常多,技術要求高,流程復雜。每一件產品在地面都要經過強度、氣密性、以及沖擊、振動、熱環境等各種檢測,直到滿足所有性能指標為止。

  載人飛船溫控泵閥產品研制與發動機研制另一個不同之處是,發動機是批抽檢性質,而溫控泵閥產品每一件都要在地面進行全過程、全工況的試驗,包括性能試驗、溫度試驗、濕度試驗、振動試驗等,然后才能交付。產品生產之后的試驗測試工作量非常大。熱環境試驗從進試驗間到結束試驗一輪需要連續進行2周,白天晚上24小時連續做試驗,試驗過程每一小時都需要人員檢查數據是否正常,記錄試驗數據,幾百件的產品,每一件產品都是這樣走出來的。

  高可靠體現在每一個細微的環節

  載人航天是一個高風險的任務,成敗往往系于毫發。產品雖小,但每一件都事關成敗,關乎生死,不能出現一絲閃失!最嚴格的要求體現在每一個細微的環節。多年的“零故障”飛行紀錄無不滲透出整個隊伍嚴慎細實的工作作風,為了確保產品的全過程質量控制,他們也從中不斷汲取經驗,總結出了質量管理的一些有效舉措。

  此次為神舟十一飛船和天宮二號配套產品為正樣成熟產品,均已參加過飛行任務。根據相關要求,在研制初期,編制了產品保證要求和產品保證策劃,在研制過程中根據產保要求重點對外包產品的三類基線進行嚴格管理,并且從設計、生產、試驗、驗收、安裝保護和管理保證等六個方面對各產品的技術狀態變化進行控制,確保產品的技術狀態變化受控,關鍵工序、關重件實行“三定”管理。

  “數據包”是系統、分系統以及單機在產品研發直至應用整個階段用來控制質量的一種行之有效的方法。從研制初期對產品數據包整理進行策劃,在過程中進行數據積累,所有測試項目合格后,形成合格產品和數據包文件資料。

  “數據包”文件需要覆蓋數據包目錄中的幾十項內容,包括設計輸入文檔、設計文檔、工藝文檔、技術狀態控制文檔、測試以及試驗文檔等等。每一個產品對應一個數據包,正是像一個零件的用料記錄、一次沖擊試驗數據等等這一個個細節的工作,使得產品從原材料到成品整個過程可追溯,從而做到質量可控,確保研制任務的圓滿完成。

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