航天科技一院战术武器事业部研制古籍整体战备库系统记

文章来源:中国航天报 发布时间:2017-06-23

古籍,承载着历史,记录着中华民族的灿烂文明。据了解,目前我国收藏于各图书馆、寺院和私人博物馆中的古籍有5000多万册,脆弱的它们正受到火烧、水浸、风化、虫蛀、霉菌和酸化等“天敌”的威胁。

为保护古籍,航天科技集团一院战术武器事业部与国家图书馆合作,将航天技术融入文物保护系列产品中,开发古籍整体战备库系统解决方案,实现了对古籍的全方位保护。

用航天技术守护中华文脉

古籍整体战备库系统由古籍保护箱、多功能仪、全国古籍保护监控平台和数字化配气系统和多功能箱架组成。其中,保护箱作为系统的主要组成,既为古籍文物提供密闭的贮存空间,具备防水、防火、防虫等特点,又要便于战时运输。

负责保护箱设计的战术武器事业部结构室主任范新中表示,保护箱是融合了许多航天高科技于一身的“百宝箱”。

保护箱的设计中用到了火箭气动加热防隔热结构设计、火箭整流罩蜂窝夹层结构设计和飞行器舱体复合材料结构设计等航天技术。

结构室设计师单亦姣说:“我们要考虑的因素很多,防火、防水、防虫都是最基础的要求。”在遇到火灾时,保护箱的防热隔热材料能保证保护箱在1小时的时间里,内部温度保持在60摄氏度以内。

别看设计方法已在无数的型号任务中成功应用,但日常生活中的火灾环境与航天器飞行热环境的模拟方法不同,需要设计师们从零开始进行试验。凭借深厚的技术储备和扎实的试验能力,试验顺利完成。此外,箱体采用的整流罩蜂窝夹层结构设计,不仅能抗摔抗压,即便掉进水里也不会沉没。

每一个保护箱都有两扇对开的门和一个特殊的“门锁”,保护箱要做到防水绝尘,因此对箱体密封性的要求特别高。

负责门锁设计的雷豹解释说,每个保护箱内部都比外部高0.1个大气压,门锁采用飞行器上动作类结构设计,每扇门上承载着500公斤的力,因此,可以100%防水隔尘。同时,为了防止有机物分解产生物质对古籍文物发生侵蚀,所有的箱体内部材料都要先进行净化,工艺非常复杂。

除了保护箱本身,箱内安装的多功能仪是监测箱体环境条件的“大脑”。据负责多功能仪设计的电气室主任姜开介绍,多功能仪从立项到生产只用了6个月时间,多功能仪可以精准测量箱内湿度、温度、压力、氧气浓度,以无线方式传输到监控平台上,并且能够精准定位,同时具有防盗功能。

“跨界”发展新思路

研究型号装备、保护国防安全是战术武器事业部的第一任务。事业部副主任张东告诉记者,在与国家图书馆合作之初,他没有立刻意识到这个项目背后的深远意义,直到在国家图书馆,亲眼目睹了令人痛心、“奄奄一息”的古籍真迹,他们才下定决心一定要将航天技术应用到古籍保护之中。

事业部接触到这个项目后,部内领导给予高度重视,召开了专门会议研究项目开发情况,对项目进行了可行性分析,快速反应快速出击,很快向用户递交了物美价廉的“航天方案”,得到了国家图书馆的高度认可。从那时起,由十几个年轻人组成的古籍保护研发团队开始了他们军民两手抓的“跨界之旅”。

做民用项目与军品项目有着很大差别。电气室设计师王志红说,传统航天型号任务中,用户的要求是指定好的,不需要设计师做太大突破。但是在古籍保护项目中,用户不会给出具体的要求,需要设计师自己动脑去思考客户的需求,不断地跟客户沟通,启发新思路。

“军民融合的思路不仅是要将军用技术转化成民用产品,也可以借助民用技术去发展和验证军用技术。”航天型号任务的试验代价高,设计师李学思在古籍保护项目设计中,尝试了很多以往在型号任务中不能冒然使用的新技术和新试验。

然而,在古籍保护项目中,军民融合跨界发展也遇到了一些困难,姜开说:“技术对于我们而言是容易的,但控制成本是最难的。”对于长时间服务于“保成功”的军品研制单位,进入民用市场时遇到的第一只“拦路虎”就是成本。

要兼顾航天品质和民用价格,研发小组不得不下狠心和大力气去寻找更合适的材料和更适合的技术。“很多方案我们按照以往的经验很轻松就敲定了,但一核算成本就又要推翻重来。”张东说。

结构室常规结构设计组组长张浩告诉记者,在设计箱体蜂窝结构时需要用到玻璃钢材料,航天级的产品比民用级贵3~5倍。因此,为了平衡品质与成本,他对比了数十种材料,进行充分的市场调研,最终选择了工业级的原材料,既满足产品的各项指标,又在成本控制范围之内。

古籍文物保护不仅是中国的难题,也是世界的难题。张东说,古籍保护看上去和航天防务相差甚远,但事实上都是在保卫我们的祖国,只不过一个是精神层面,一个是实体层面。目前,该部正着手打造古籍保护装备研发基地,下一步,他们还将考虑研发系列产品,用航天技术保护国家古籍文物。(任悦鸣)