厂(所)长屈孝池
党委书记张云飞
宇宙飞船在太空遨游和返回都离不开导航制导技术,要安全准确引导飞船到达预定目标,必须时时刻刻掌握飞船所处的位置,清楚运动的速度和方向,才能正确地操纵飞船的运动。飞船GNC系统(即:控制系统)是整个载人航天工程中最关键、最重要、难度最大、技术最复杂的系统之一,它负责飞船从发射到返回全部飞行的控制任务。FIMU装置(即:液浮捷联惯性导航装置)是飞船GNC系统最重要的部件之一,要把飞船准确地控制到预定的回收区,必须用高精度捷联惯性装置导航。
“神舟”飞船上的惯性制导系统采用的惯性测量装置是中国航天时代电子公司7171厂(16所)研制生产的FIMU,即把液浮陀螺仪和石英摆式加速度计直接固定安装在载体上(本体),再应用现代高性能计算机的超级计算能力,求出载体的位置和姿态——相当于用计算机建立了一个数字平台代替了传统的机械平台,按照预先设置好的通讯方式发出信息指令。这就是应用于“神舟”飞船的返回控制系统——液浮捷联惯性导航系统。
要研究和制造液浮捷联惯性导航系统绝不是易事,首先要生产出高精度的惯性测量器件——陀螺仪和加速度计,制造这些仪表必须有高精尖的设备,采用更加严格的标准进行制造和测试,第二是制造导航设备,不但要重量轻,还必须经受得起火箭发射的加速度和剧烈的冲击、震动,因此,要求有很高的可靠性。
在多年的研制历程中,7171厂(16所)专家和技术工人始终以载人航天的高标准,按照“严、细、慎、实”的要求,不遗余力地保证产品的最佳状态,历经10余载的磨砺,实现了多项技术突破。在惯性测量装置液浮惯性测量单元上,他们使用了成熟的惯性器件液浮陀螺仪,但由于原有的陀螺仪用途不同,其测量范围不能满足载人航天工程的使用,该厂(所)广大科技人员在厂(所)领导的关怀支持下,夜以继日,从方案论证、评审到拿出满足使用要求的全新的陀螺用了还不到两个月的时间。
为了满足飞船高可靠的要求,7171厂(16所)从初样设计开始就采取了惯性测量装置的多表冗余技术,使得任一测量通道的失效或任一仪表的失效,或同一时刻不同仪表的失效,都不能使整个系统失效,也就是说,无论哪套系统出现故障,仍然能够使飞船准确入轨,保证整个返回舱工作的安全性和可靠性并安全返回地面,保障航天员的生命安全。在研制过程中,他们还进行了“五大考核试验”,以确保产品质量。
为了满足使用环境的苛刻要求,该厂(所)还不惜拿出多块陀螺进行试验、解剖分析,经历了各种环境条件下的试验验证和考核,使陀螺和液浮惯性测量单元满足了控制系统的使用要求,并提高了产品的合格率。同时,他们对液浮惯性测量单元在不同安装方式下的温控精度、标定方法、误差系数的分离方法以及在研制过程中出现的多个问题进行了攻关和解决,使产品有了一个良好的技术状态和质量。
记得一次由于外部供货因素的影响,致使7171厂(16所)电子线路装配工作无法正常进行,周期一拖再拖。在那段时间里,担负着电装任务的五车间装配班的同志们看在眼里,急在心上。为了最大限度地减少因产品搁置和其他工作冲击带来的周期损失,只要是能够进行的工作都在尽量往前赶,哪怕是只有一只元器件,一根导线。调试的同志们也做好了单板和整机开调前的各项前期准备工作,真可谓是万事俱备、只欠东风。
受飞船组合电子箱体积和容量限制,整机里的单板不仅比其它型号外型尺寸大,而且板子数量多。而且当时这些单板中除两块需外协提供外,其余的还均需要自行生产。每块板子上元件的密度、数量远远超出其它型号单板,仅整机上的短跨线一项就有近千根,要完成这些导线的焊接,还得先后经过脱头、镀锡、绕制、焊接等多道工序,工艺过程繁琐复杂,而这只是装配工作的一部分。到了调试阶段,难度又相对增大了。不仅技术要求相应提高,调试方法进行调整,而且需做大量的相关试验来验证,有时一个试验做下来,得完成几十甚至上百次枯燥单调的重复性工作。这些他们都一一咬牙挺了过来。
时间如流水匆匆而过,离第一套产品交付的日子已经越来越近了,肩上担子的压力也一天天与日俱增。可老天爷并没有因此而对他们有丝毫的偏袒和眷顾。当第一套正样产品在同志们夜以继日地奋战下顺利通过一系列试验,进展至老炼前的最后一道试验——热真空试验时却出现故障,电源板供电异常且此故障现象在非真空状态下不复现,因此初见端倪的工作又一次被迫停了下来,给产品的正常交付带来了极大的影响。
为了把耽误的时间降到最低,厂(所)领导亲自挂帅,与有关人员组成的专门小组一方面分析可能造成的原因,一方面研究决定到具备该项试验条件的其他兄弟单位对产品做进一步试验、分离、分析,查找故障点。在那段难忘的日子里,虽然工作辛苦,但同志们却以苦为乐,将团结协作的精神发扬到至善的境界。相互之间积极配合,有了问题共同讨论,没有拖沓,没有怨言,有的只是大家心中一个共同的心愿:把工作干好,争取早日排除故障解决问题。经过详尽透彻的理论分析和反复多次的模拟试验,故障点被一点点缩小并最终定位于外协品上。直到这时,揉着疲惫布满血丝的双眼,同志们才稍稍松了口气。之后,又是马不停蹄地与外协品生产厂家取得联系,并协助他们对外协件进行技术改进。有关专家在对那套产品进行评审后认为,故障分析抓得准,改进方案扎实可靠。故障解决了,同志们为型号工作得以顺利进行又一次做出了自己富有实效的努力。
实践证明,中国航天时代电子公司7171厂(16所)研制的液浮惯性导航产品其性能即安全,又可靠。“神六”返回仓的落点精度达到了国际先进水平,完全满足载人飞船的要求,确保了历次飞行试验的成功。“神舟”飞船四次无人飞行和两次载人飞行的成功,标志着7171厂(16所)为中国航天事业的发展奉献出了自己丰富的技术成果。
(白雪峰 王振兴)