当前消息！他们为“问天”实验舱打造“空气净化器”

(资料图片)

7月24日14时22分，海南文昌航天发射场，炽焰飞腾，声震长空，长征五号B遥三运载火箭托举空间站“问天”实验舱一飞冲天，作为中国空间站的首个实验舱，随着“问天”实验舱的“就位”，将为航天员开展太空实验提供良好的环境。

“漂浮”的空间站为在太空做实验的航天员提供了一个安全的居所，其不仅设有制氧的设备，还得配备“空气净化器”，消除在轨航天员活动所产生的二氧化碳、氨气、一氧化氮等有害气体，保证舱内良好的气体环境。隶属于中国航天科技集团有限公司七院的四川航天烽火伺服控制技术有限公司，承担了CO₂去除子系统和微量有害气体去除子系统（简称两个子系统）的总装集成。

这两个子系统是环控生保分系统的重要组成部分，安装在天宫空间站的核心舱和“问天”实验舱内，用于净化舱内的气体环境，是航天员生命安全不可缺少的保障条件。

“刚接到这个任务的时候，我们整个团队都十分迷茫，因为毫无这类产品的生产经验，拿着设计图纸一时不知该如何下手。”2015年4月，烽火特种阀事业部的张金德及其班组接到了空间站两个子系统装配调试任务的通知。张金德表示，项目启动以来，每天一上班，他就紧盯着那仅有的一份初样图纸，慢慢琢磨。经过半个月的恶补后，终于制定出了第一份操作规程。同时，他设计、制作了工具工装30余件，为后续的装配与调试节省了大量时间。

两个子系统结构十分紧凑，包含大量异形复杂薄壁管路，管路件的结构紧凑且不规整，在管路件结构优化设计时，还要兼顾零件的实际加工制造误差及装配过程的误差累计。同时，管路件安装空间跨度大，螺纹孔多平面安装，尺寸链构成复杂，导致在热处理、加工、焊接等操作后积累误差大，安装无法得到有效保证。“产品内的气体导管在设计时大多选用的是金属硬管，每多一个管路的安装都会不断减少操作空间，给装配工作带来了极大难度，也难以保证装配质量。” 张金德解释。

任务团队通过采用尺寸链积累误差预补偿技术，在不破坏原有管理布局、性能的前提下，局部采用波纹管替换直管。为了满足空间站的使用要求，他们几乎将市面上有的材料全部找到研究了一遍，最终选用了既能抗外压、耐冲击力，也具有一定柔性特点的波纹管进行替换验证，经过上万次弯折寿命试验、一百多万次高压气体气密试验验证，这个改进措施最终得到认可。同时，通过DCC尺寸链仿真系统平台针对整个管路安装孔的尺寸进行误差预先补偿计算，最大化优化空系公差，使得整机复杂管路可以系统高效的快速安装。

在保证安全的前提下，任务团队运用实时安全减重虚拟验证技术，通过自有多物理场耦合虚拟验证平台针对两个子系统进行全维建模，以增性能、提安全、降重量、易维护为优化原则，对整机进行了系统级优化，减轻两个子系统的重量，降低了研制样机的加工成本。此次研制任务克服了多项技术瓶颈，突破了11项技术攻关，其中核心技术4项。

此外，四川航天烽火伺服控制技术有限公司还为长征五号B遥三运载火箭伺服机构生产了上百种超5000件的直属部件和元件。

伺服机构是火箭控制系统的一部分，与火箭发动机一起构成各级推力矢量控制系统。其就像是火箭的“方向盘”，是火箭姿态控制的执行元件，它跟随电子指令运动，控制摇摆发动机运动，对火箭进行姿态控制，使火箭按照预定轨道飞行。