神州十五号出征!这些“成都印记”和亮点值得关注
2022年11月29日23时08分,在酒泉卫星发射中心,搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭成功发射。
2022年11月30日7时33分,神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站,两个航天员乘组首次实现“太空会师”。
此次任务是载人航天工程今年的第六次飞行任务,也是空间站建造阶段最后一次飞行任务,具有重要意义,而成都也在此次飞行任务中留下了不可磨灭的“印记”
记者从位于成都的中国电子科技集团公司第十研究所(简称“中电十所”)获悉,此次任务中,中电十所测控通信系统、运载火箭系统以及发射场系统等多项“成都造”设备与系统为神舟十五号载人飞船发射成功全程护航。
新一代综合化测控通信系统
搭建天地“生命线”
据悉,中电十所牵头研制的陆海天基测控通信系统,构建了新一代综合化测控系统,负责对长征二号F遥十五运载火箭、神舟十五号载人飞船等航天器进行轨道测量、遥测遥控和数据传输。
“载人航天测控通信网是由陆基测控站、远望号测量船和天链中继卫星三部分组成的立体覆盖网络,是航天器在太空与地面的唯一联系。”中电十所副总工程师刘田告诉记者,此次执行神十五任务的十余个测控站,全部由中电十所承研,通过编织一张立体的测控网,实现对神十五等载人航天器的测控覆盖率达到100%。
新一代综合化测控体系主要有“综合化、国产化、高可靠”3个特点。
“综合化”首先表现为“统一硬件平台,软件定义功能”。在同一套测控设备上,可以同时运行多种工作模式,而且兼容不同信号形式、不同频点、多个目标。其次,实现了自动化运行,类似飞机的自动驾驶仪。
“‘国产化’就是在我们最新一代测控系统中,从软件到硬件,从基础元器件到整机、系统,已实现100%国产化自主可控,彻底解决了‘卡脖子’问题。”刘田说,任务数据表明,全国产化的测控系统的稳定性、可靠性大大提高,可以说是用得放心、用着舒心。
“高可靠”则表现为设备的无人值守,自动运行,所有的任务参数配置、设备状态监控等工作完全在远端进行,针对确定任务的“参数集”,可以轻松地一键部署,测站资源调度的过程无需人为干涉。
外测应答机“火眼金睛”
发射场系统提供时间频率基准
在长征二号F遥十五运载火箭上,中电十所外测应答机等设备与地面系统协同完成火箭飞行的测速、定位,对运载火箭全程实时航迹测量,并判断飞行是否正常,直到箭船分离,提供精准的外测数据,承担着运载火箭“眼睛”的功能。
中电十所还为文昌发射场配备了T0控制台和时统设备。T0控制台是安装在发射场系统中的重要设备,主要提供火箭发射的倒计时、反馈运载火箭的点火和起飞时刻,并分发到通信、测量和控制等系统。就是说,不仅要准时发出点火指令,而且要反馈点火是否成功、是否成功起飞、何时起飞等信息。
从发射、入轨、对接、分离到返回着陆,整个载人航天系统各设备需要在统一的时间、统一的频率下同步工作,就如同人的心跳脉搏一样。时统设备就承担着这样的任务。中电十所为各系统配置的时统设备担任着“时间指挥官”的角色,以3000年不差1秒的精度,为分散在各地的用户设备进行“精准同步”,提供标准时间和频率信号。
同样位于成都的四川的中国航天科技集团公司第七研究院除了久经考验的王牌火工品再出征,更有手动控制面板、继电器控制组合机、快卸充气嘴等产品作为黄金搭档一同护航,以硬核品质成就神舟飞船安全舒心之旅。
火箭发射点的“火”基本来自四川
航天科技七院692厂承担了长征二号F遥十五运载火箭和神舟十五号载人飞船上点火器、起爆器、爆炸螺栓、火药装药、点火药盒、固体小火箭和非电传爆类产品等30余种共计500余发火工品的研制生产工作,占所有火工品的绝大多数。
记者了解到,长征二号F遥十五运载火箭发射任务中,配套火工品占全箭97%,主要起到发动机点火、助推器分离、级间分离、整流罩分离、船箭分离、逃逸分离等作用。在神舟十五号载人飞船飞行任务过程中,配套火工品占全船80%,主要起到返回舱与轨道舱的分离、回收着落各时序动作点火等作用。
“一发火工品就是一枚火箭、一艘飞船。”工厂在设计质量再确认方面,从产品的“成败型、单点失效”特质出发,设计师系统以FMEA硬件分析法为抓手,全面深入地对设计、工艺和过程三类关键特性保证情况进行再分析,保证设计关键特性受控,并有一一对应的过程控制记录。
在实物质量再确认方面,具有10年以上射线检测经验的技术人员对配套火工品生产过程中产生的13000多张多媒体记录进行再判读,对900多张射线检测底片进行再确认,确认各种记录能够正确、有效地反映出产品实际技术状态,产品技术状态受控,质量满足技术文件要求。
火箭高精度零件加工合格率达100%
航天科技七院7111厂负责生产的快卸充气嘴是气体进出长征二号F遥十五运载火箭蓄压器的必经之路,其中阀体是充气嘴的核心重要零件。阀体质量一旦出现偏差,就会造成极大的安全隐患,甚至导致发射任务失败,这对零件的加工提出了极高的要求。
“阀体主要难加工的是其尺寸多且精度高,加工工序繁琐。阀体的结构特点是中间小孔,两头大孔,要求有1丝的同轴度,而且要经过车、铣、磨、钳、研等13道工序,经过10天左右才能加工完成。”7111厂11车间高级技师杨伟介绍。
面对加工的困难,车间主管工艺人员优化了工艺方案,从零件粗加工到精加工做了结构和余量调整。杨伟不断调整零件切割参数,对切割深度、走刀量、转速进行精确掌握,提升了零件加工质量,使零件满足设计要求,合格率达100%。
新闻链接:大国重器背后的“成都力量”
从神舟十三号载人飞船返回地球到天舟四号货运飞船成功发射,从神舟十四号载人飞船出征太空到问天实验舱、梦天实验舱发射成功,再到今天神舟十五号载人飞船发射成功……今年以来,在中国载人航天工程的每一个高光时刻 ,都有成都力量的护航。
梦想无垠,步履不停。今年是我国载人航天事业发展30年。无论“嫦娥奔月”“天和筑穹”“北斗联网”,还是“天舟穿梭”,在航天事业发展的30年里,成都探索从未缺席。
成都骄傲出征星辰征途的同时,这座城市的航空航天产业正在蓬勃发展。
航空航天是我国装备制造业的高端领域,是国民经济发展和国防建设的基础性、战略性产业。成都作为国家布局航空航天的重点城市,是中国内地第三个拥有双国际枢纽机场的城市,航空产业规模位居全国第四,在卫星电子器件研制、火箭制造、地面设备及服务、空间信息应用、北斗导航应用等领域,具有部分全国领先的技术和产业化能力。
近年来,成都涌现了一批商业航天初创企业,包括国星宇航、盟升电子、星联芯通、星空年代、恪赛科技、大地量子等;九天微星、二十一世纪、星河动力等一批企业也落脚成都,再加上振芯科技、天奥电子等老牌企业,成都航空航天产业链日趋完备。
在成都实施制造业强市战略中,航空航天产业是突出发展的千亿级产业集群之一。数据显示,成都构建的“整机-发动机-大部件-航空电子-地面设备”航空制造产业链不断完善,2021年规上企业主营业务收入达900亿元,同比增长超30%,即将突破千亿大关。
此次任务是中国空间站建造阶段的最后一棒,也是空间站应用与发展阶段的第一棒,具有承前启后的重要作用。发射在即,本次任务看点有哪些?
看点一
两个航天员乘组将首度太空“会师”
神舟十五号、神舟十四号两个乘组6名航天员将在太空“会师”,“面对面”进行在轨交接,堪称本次任务的首要看点。在轨交接将是未来中国空间站运营期间主要的任务交接模式,相较地面交接更加高效可靠。
看点二
神舟十五号乘组将承接新挑战
在轨交接后,中国空间站将进入长期有人驻留模式。神舟十五号乘组作为空间站完成在轨建造后到访的首个乘组,将开展空间站三舱状态长期驻留验证工作,对航天器运行维护的管理工作量会大幅增加。除日常维护照料空间站外,航天员将完成15个科学实验机柜解锁、安装与测试,开展涵盖空间科学研究与应用、航天医学、航天技术等领域的40余项空间科学实验和技术试验。在轨期间,计划实施3—4次出舱活动,并将首次使用梦天实验舱的货物气闸舱转移物品,航天员的舱外活动范围也更为广泛,将给他们带来更大的挑战。
看点三
火箭可靠性再提升
执行载人飞行任务的长征二号F运载火箭全箭可靠性指标达0.98,安全性指标达0.997。经过不断的技术改进,执行此次任务的长征二号F遥十五运载火箭的飞行可靠性评估结果为0.9895。作为新批次火箭,对比长征二号F遥十四运载火箭,共有45项技术状态变化,进一步提升了火箭可靠性和发射概率,从而更好地为空间站任务服务。此次发射任务后,长征二号F遥十六运载火箭将进入应急救援“值班”状态,执行后续空间站运营阶段的载人发射任务。
看点四
船箭组合体将在低温严酷环境下实施载人任务
当前,酒泉卫星发射中心天气寒冷,最低温度突破零下20℃,此前只有神舟一号和神舟四号两个无人飞船在11月下旬之后发射过。因此,针对神舟十五号船箭组合体将在低温严酷环境下执行载人飞行任务的情况,发射场地面设备已进行全面更新改造,科研人员对发射场配置的两套整流罩内送风设备保障性进行确认,并约定按照温度上限进行送风。同时,针对待发段可能出现的送风温度偏低的故障情况,制定了风险控制预案,根据情况开启推进贮箱地面电调温等,保证飞船返回舱和推进舱推进剂温度满足发射要求。此外,火箭系统也在重要部段采取了粘贴保温层的措施,确保满足任务发射要求。
看点五
空间站将实现首次两艘载人船停靠
任务期间,两艘神舟载人飞船首次同时停靠空间站。神舟十五号停靠于天和核心舱前向端口,神舟十四号停靠于天和核心舱径向端口,两艘飞船同时与空间站进行信息代传、通风换热、并网供电等。乘组轮换期间,空间站将通过不同的对接总线代传两船遥测,确保两艘载人飞船信息传输的唯一性和正确性。空间站系统将同时向两艘载人飞船通风热支持,送风量根据两船不同热环境进行合理分配,且可根据需求进行分档调节。同时,针对两船同时停靠的情况制定了协调匹配的紧急撤离策略,全力确保航天员生命安全。
看点六
空间站组合体将首次形成最大构型
神舟十五号载人飞行任务是中国空间站建造阶段的最后一次飞行任务,飞船与空间站组合体交会对接后,中国空间站将以独特造型,即由天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱以及两艘载人飞船和一艘货运飞船组成“三舱三船”的组合体,这是中国空间站目前的最大构型,总质量近百吨,将向全世界展现中国载人航天工程的卓越能力。
资料综合:中国载人航天、锦观新闻、中国电子科技集团公司第十研究所、航天七院
编辑:陈轻语、邓海燕
责任编辑:张琴
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