神舟飞船诞生记

发布时间:2003-01-17
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首次高空模似试车
当我国自行研制的载人航天飞船神舟四号由长征二号F运载火箭托举,扶摇直上九天,成功进入预定轨道的喜讯传来时,位于古城西安南郊的航天科技集团六院11所的干部职工,激动喜悦的心情久久不能平静……
1996年9月20日,由11所科技人员承担研究设计的我国载人航天运载火箭发动机就要进行高空点火试车了。为了确保本次试车的圆满成功,在整个夏日里,承担该型号发动机研制任务的科技工作者顶着烈日、冒着风雨,奔波在设计室与生产厂之间。
在此期间,他们对试车前的各种参数进行了反复认真的整机调整计算,成功地进行了启动活门的改进设计,完成了自锁螺母的改进设计工作。11所科技人员在时间紧、难度大的情况下,为了获得最佳的推力室改进方案,多次主动到生产厂家与技术部门、质量部门、总师以及工艺人员进行反复协商与讨论,并深入生产第一线现场配合生产,及时处理生产过程中出现的问题,仔细查看推力室的每一个部位,每一条焊缝,细心核对液流试验的每一个数据。
发动机运到试验台上后,年过半百的主任设计师国占臣从进试验台的第一天起,就自始至终都忙碌在试车台上。发动机试车后,总体刚分解完,推力室中的推进剂还没有完全冲洗干净,仍然散发着刺鼻的气味,但为了尽快查看推力室的烧蚀情况,他依然钻进吊挂起来的推力室中进行检查。年过六旬的运载火箭副总设计师张宝王昆 同志不管装配分解发动机工作有多晚,始终跟在现场,仔细查看每一个零件、组件,对有可能出现问题的部位,他现场分析出现问题的原因并及时处理各种问题。
当载人航天火箭发动机高空模拟试车获得圆满成功时,11所科技人员那略显疲惫的脸上终于露出了欣慰的微笑。(吴忠民 杨军)

拟人载荷仿实景
从箭到船,工程浩大,参与单位数不胜数,771所作为航天计算机和集成电路研制生产为一体的专业研究单位,他们为运载火箭和飞船配套研制生产的主控计算机等电子设备就多达数十台(套)。在神舟四号飞船的研制中,该所做出了突出成绩。
神舟四号飞船虽然没有载人,但装有模拟人。因此,生命保障系统装船启用,飞船完全进入载人实用状态。在航天员生理信号监控及环境控制系统中,771所研制的拟人生理信号及监控主机、人体代谢检测装置、环控生保控制计算机等设备发挥了重要作用,它们能够模拟产生航天员的各种生理信号,检测和控制飞船舱内的各种环境参数,确保航天员的生命安全。
在飞船中,模拟航天员的多种生理参数、生理信号,通过771所研制的测试盒、血压测量仪、语音放大装置、舱载医监设备主机对航天员的生理状况进行全程监测,并将相关数据传送到飞船舱内及地面控制中心。另外,该所研制的返回舱冲击加速度测量设备还能够准确测量并记录返回舱发射、飞行及返回过程的冲击的应力变化参数。
(翟卫平 李晓军)

精雕细琢飞船大脑
相比较只有六七个分系统的卫星来说,飞船所具有的13个分系统,无论是专业面上还是技术复杂性上都庞大得多。这13个分系统中包括了GNC(制导导航与控制)、数管、热控、环控生保、结构机构、电源、推进系统、仪表照明、应急救生等。
飞船能够准确地着陆,靠的就是GNC系统。为了保证飞船的绝对安全,神舟四号飞船上GNC系统装载了五套计算机系统,与美国的航天飞机相当。安全备份的增加,确保了飞船的高可靠性。
承担飞船GNC研制的是以五院502所为主的研制队伍。这支上百人的研制队伍从20世纪80年代中后期开始,经过多年试验,攻克了控制飞行物落地时过载过大的关键技术——升力控制技术的难关,完成了飞船制导导航与控制的技术掌握阶段;又经过了三颗卫星两枚火箭试验的分步实施阶段,终于使这项技术上了台阶——投入了应用,从神舟一号试验飞船开始的神舟飞船家族的成功,标志着该项技术正在逐步走向成熟。
在神舟四号飞船上,GNC上新增加的技术不少。自主应急返回、手动控制和对日定向模式是其中分量较重的三大新功能。自主应急返回,区别于应急救生系统的是,后者是飞船在由火箭助推的入轨阶段,一旦火箭发生故障启用的系统;前者是飞船在轨段,即入轨后自主运行阶段飞船发生意外时,飞船采取的自救功能,它能保证飞船的安全返回。手动控制系统里还增加了光学瞄准镜,使航天员的操作更具有准确度。对日定向模式也称安全模式,可以在飞船电源发生故障时,保证飞船的太阳能帆板调整到对日的最佳角度,利用太阳集蓄电源。
这些新增加的功能使飞船的自控能力大大加强,飞船的大脑也变得越来越聪明。
(刘思燕)

火工品功不可没
飞船载人飞行时,人命关天,工作中容不得半点粗心和马虎。为此692厂制定了载人航天工程配套火工品质量保证措施,严格把好投产前准备、外购外协件质量、出厂产品和技术工艺攻关等四道重要关口,以更严、更细、更实的工作作风确保型号产品质量。
自20世纪90年代初起,692厂就承担了载人航天工程配套火工品的任务。火工品虽小,但其价值就是一枚火箭、一发导弹。在载人航天工程第一次、第二次、第三次飞行任务中,保证了靶场开箱合格率100%,参试成功率100%。
692厂为载人航天工程飞行试验配套火工品共有数百发(套),采用的是工厂研制的第二代钝感火工品和非电传爆系统,具有高可靠性、高安全性和无污染性,而且还具有很强的同步性,尤其是对船的结构优化起到了积极作用。可以说箭、船从上到下都有692厂生产的火工品。
在神舟三号飞船发射成功后,为保障航天员的生命安全,总体提出对抛伞舱盖非电传爆系统进行改进。692厂接受任务后,厂长、书记、总师亲自挂帅,先后三次主持专题协调会布置任务。任务布置后,工厂在型号配套产品多,生产任务重的情况下,采取种种措施合理调配,实行24小时轮班工作。主管技术人员提出了设计改进的思路。在不到四个月的时间内,工厂已组织生产完成了六个方案的改进试验和验证试验。
692厂以严格、仔细、踏实的工作作风和顽强拼搏的精神确保型号配套火工品质量,确保了神舟四号飞船发射成功。(厂宣)

型号指挥的“丹心谱”
神舟飞船是众星捧起的,她的四次惊世之举,更使得为之操劳的人们感到肩头的担子更重了。
第十研究院设计中心副主任,惯性器件型号指挥陈东生就是其中的一位。陈东生从1992年开始参与我国载人航天工程的研制任务,负责运载火箭惯性平台系统的研制工作。他深知“严、细、慎、实”是载人航天工作的重要准则,在日常工作中他都是严格地按照这条标准要求自己。他在各种场合经常对周围的同事说:“大家干工作一定要有‘载人意识’,我们的每一项具体工作的成败,都关系到增强国家大国地位和提高民族凝聚力的伟大使命。”
在长征二号F火箭首发任务期间,他发着高烧也顾不上休息,仍对总检查的数据进行认真细致的判读。他说:“我们多一点认真,发射就多一份成功的保证。”在神舟二号火箭发射任务期间,为了解决平台单元测试中出现的问题,他和大家一起连续奋战了数十个昼夜。其间由于长期的加班加点以及没有规律的饮食,致使他的胃病又犯了,常常疼得只有压住自己的胸口。同事们劝他多休息,他摆摆手只是说:“没关系,等完成任务再说吧。”接着,还是照常投入到紧张的工作当中去,最终彻底地解决了问题,保证了整个发射任务的按计划进行,圆满完成了发射任务。
在成功地完成了神舟三号飞船的发射任务后,陈东生和同事们又马上投入到神舟四号飞船发射任务的准备工作中来,并再次取得了成功。每当发射任务临行前的几个月里,都是陈东生最忙碌的日子,每天都要工作到深夜,扎实细致的工作,每每得到了成功的高回报。(李海奇)

谁说女子不如男
在参加这次神舟四号飞船试验发射的八院149厂发射分队里,有一位身材修长、作风泼辣又不失亲和力的30多岁的女职工,她就是该厂“神舟”工程项目经理助理钱纪红。
在厂里,她在计划管理工作上的才干早已得到领导和同事的认可。这次参加神舟四号飞船试验发射,她被任命为代理队长。她很清楚,这是领导对她的信任与考验。虽然家中年幼的儿子需要她关心呵护。但航天人的责任感、使命感使她全身心地投入到发射任务中去。面对深爱她的丈夫和刚三岁大的儿子,临别前因工作忙不能脱身的她只能在电话里对儿子说“等我回来吧!”。在基地,她既是队长,又是计划调度。为了保证飞船不因本厂的质量问题而误点、误事,她根据发射场技术流程,按节点编制阶段计划、周计划和日计划,明确质量控制点和主要负责人,做到走一步、看三步。每天班前会上她都对当天的工作进行详细部署,明确工作内容、保障条件、注意事项以及各岗位人员,班后会上则对次日的工作进行计划准备,做到日事日清,严格保持计划的严肃性,保证工作按计划高质量完成。为了后续试验任务的有序开展,达到长效管理、规范管理的目的,她与负责质量工作的同志一起,编制和完善了本次试验的管理规划、质量管理规范和技术总结,使技术文件更细化、质量要求更完善,为整个试验任务的圆满完成奠定了坚实的基础。
(曹希)

奉献中的航天情
在神舟四号飞船的研制过程中,801所承担了飞船推进舱、返回舱、轨道舱推进子系统的研制和生产任务。该所全体研制人员为实现中国载人航天工程作出了自己的贡献。
该所第六研究室主要承担神舟四号飞船推进分系统推进舱、轨道舱和返回舱推进子系统发动机的研制任务。为保证发动机工作的可靠性,确保载人航天的成功,该室做了大量的工作。2500N发动机低温启动必须同时满足三个条件,即推进剂低温、发动机结构低温和启动时刻高空环境。为了验证这种环境下发动机的工作的可靠性,确保航天员生命安全,老专家韩宏印组织试验和设计人员对低温方案进行了多次讨论和评审,并进行了推进剂单独循环冷却试验、发动机结构温度冷却试验等多项正式试车前的预备模拟试验,确定了发动机低温启动的最终方案,确保试车取得了成功。
负责飞船返回舱推进子系统总装设计工作的崔宇新,母亲病重住院,在母亲去世的前一天他才匆匆赶回去,办完丧事,他立刻回到了工作岗位上,又全神投入神舟四号飞船的试验中。
2001年8月,神舟四号飞船在紧锣密鼓地总装过程中,为了赶制一批急需螺钉,该所金工车间24小时连续工作,总装车间工人一接到螺钉连夜奋战,终于以最快的速度、最好的质量及时完成了任务。在神舟四号飞船装配中,许多任务需要长时间连续跟踪检查,测试组的同志轮流守岗,在他们的忘我工作下,产品测试顺利通过。焊接组的人员在激光焊接进口转台未配套的情况下,利用报废的转台,自己动手,设计绘制了电气线路,制造出了一台转速可调、角度可测、焦点可对的简便工作转台,保证了激光焊接的焊缝质量。
(蒋蔚)

实时监控神舟身影
从在神舟四号飞船起飞到返回的全过程中,中国空间技术研究院北京宏宇公司开发的飞行器三维实时监视系统显示出强大的监视、跟踪功能。它能够将从飞船上接收下的遥测数据,转换成直观的三维画面,并将抽象的接收数据真实地反映在画面上,这样就能在第一时间判断出飞船的飞行姿态是否正常。
这个飞行监视系统不仅可以在屏幕上实时显示飞船的飞行状态,进行三维监视,显示地面站观测范围;还可以显示各种遥测参数,如轨道数据、姿态数据等。技术人员还可以通过回放存储的工程遥测数据,对飞船进行研究分析。飞行监视系统还具备强大的分析能力,对地面站观测飞船的角度、太阳帆板能源以及高精度轨道预报等进行计算,其拓展功能还可以进行发射窗口分析,通信链路分析、空间碎片碰撞分析、轨道控制策略制定、发射窗口分析等。
早在神舟三号飞船飞行试验中,飞行监视系统就已经经受住了实战考验,获得了总装备部有关领导、两总系统和工程技术人员的一致好评。 ( 陈强 张建文)