一去一归,天地往返。每一次,神舟飞船成功飞天和平安落地时都是令飞船总装团队十分激动的一刻。
神舟飞船总装工作包含40余册总装工艺文件、1000多道工序,总装团队需要对每项工作做到严慎细实、精益求精。
最了解飞船的人
神舟飞船总体分为系统总体、电总体和机械总体,其中机械总体是最了解飞船状态的一个总体,又称总体总装。作为总体总装设计师,航天科技集团任长伟熟知飞船14个分系统的产品和电缆、管路是如何整合到整船的。
“我们可以说是最了解飞船的人。”除了参与飞船总装工作,从神舟九号任务开始,任长伟就还有一个“兼职”——飞船工程师,也叫“影子航天员”。航天员在天上需要操作的项目,飞船工程师要在地面全部进行操作验证。对整船各个阶段测试来说,飞船工程师必不可少。为了配合测试进度,有时飞船工程师持续进舱时间要达到十几个小时,不仅要承受电子辐射,还要应对舱内噪声以及设备发热的环境。
在点火前6小时,飞船工程师还要进舱对飞船关键设备的状态、通话通道畅通进行最后确认。
神舟飞船由轨道舱、返回舱、推进舱组成,三舱分别总装完毕后,再对接成为整船,此后再以整船形式进行各种装配、测试和大型试验。三舱中,轨道舱是飞船的“多功能厅”,要完成交会对接、航天员生活和物资运输两项工作;返回舱是航天员的“驾驶舱”,也是飞船的控制中枢;推进舱相当于飞船的能源舱,要为飞船提供电能、保障供气、通信等。
“这几个舱的总装工作各有难点。轨道舱要求的精度极高,返回舱操作空间狭小且火工品多,而推进舱由于推进系统繁多,管路系统比较复杂。”任长伟介绍。
在狭小的操作空间里把这么多产品放在一起,还要彼此协调,接口正确,对总装来说其实难度极高,并且很多产品的安装工作必须一次做对,不容许出现任何闪失。以返回舱为例,舱里一共200多台设备,舱内容积仅约6立方米,而总装人员的有效操作面积仅有不到1平方米。
质量永远是第一位
“我们就像飞船的造型师,从收到一个‘空壳子’开始,把所有的设备、零部件组装进去,然后送到发射场进行发射。”为了帮助理解,航天科技集团飞船总装人员赵祺这样简单直白地概括自己的工作。
但在实际中,每一步操作,他和同事都极其谨慎。“很多要安装进舱内的产品非常昂贵,如果出现操作失误,将造成各方面的损失。”赵祺说。
在飞船总装过程中,对于一些敏感设备,总装人员会戴着口罩操作,避免产生飞沫或尘土。而看似普通的插头工作其实也充满了操作风险点,插头插反、插错都有可能导致产品严重受损。
但赵祺担心最多的还是神舟飞船的整体吊装。在总装团队,吊装无小事,完成一次整船吊装,需要吊装指挥、吊车、总装人员之间的密切配合。“整船吊装对操作精细度要求很高,且船上有很多火工品,不仅操作难度大、风险也很高。”任长伟评价。
第一次担任总装操作指挥,赵祺就获得了“质量之星”的称号。“质量永远是第一位的,不要把工作想简单。”每次操作,赵祺都会以第一次干的态度认真对待,避免熟中出错。
除了要为航天员“装修”新家、完成货物装包工作,作为神舟飞船“关门人”团队的一员,这次是赵祺第三次为航天员关上舱门。“每一次都希望航天员能够乘坐我们总装出来的飞船高高兴兴地去、平平安安地回。”赵祺说。
推进舱总装工作贯穿了整个飞船的研制流程,要在上海完成单舱总装,再运到北京参与整船的总装、电测、大型试验,再要到发射场进行总装测试工作。“最难的是电缆敷设及绑扎固定,推进舱狭小的空间里布局了将近200台设备,管路电缆交错复杂。”对航天科技集团推进舱总装设计梅杏来说,最重要的工作就是要做好操作风险识别和管控,认真细致地做好检查工作。
具体来说,推进舱一般要先装管路,再装电缆,总共要完成几千个分支电缆安装,只能从各种管路和设备狭小间隙进行走线固定,对电缆防护要求很高。为了确保电缆敷设安全可靠、不留隐患,梅杏常常会去现场跟产检查,做到“眼见为实”。
智能助手助力提效
不返工就是最高效的生产方式,总装团队一直坚持从风险管控方面着手来提高工作效率。
梅杏介绍,为了做好风险管控,飞船推进舱会在舱体开始总装前,做好技术交底,提醒工作有哪些需要关注的地方,再在整个总装过程中设置关键强制检验点,设计人员会在关键节点进行产品状态检查。
“参与飞船的研制工作,有参与国家重大工程的荣誉感,但也会特别担心因为疏漏错过重要环节,因此我们彼此会时时互相提醒。”在梅杏看来,载人航天任务背后是几代人的传承,“做一步看一步,提前想好三四五步,想好再操作”的传承做法体现了航天领域严慎细实的工作作风。
和10年前相比,神舟飞船总装车间里更智能了。得力助手机械臂,不仅可以帮助总装人员完成一些比较大件、难装的产品,还能辅助安装伞舱、凹舱组件等工作,降低了总装工作操作难度和操作风险。
“以前一天的工作,现在可能两个小时就搞定了。”对赵祺和他的同事来说,三维投影、AR眼镜等先进装备引入飞船总装工作后,极大提升了工作效率和质量。
在推进舱总装电缆工作中,管路生产方式已经从曾经的取样生产变为了数字化研制方式,不仅能够实现每次生产的电缆管路和设计要求完全一致,状态更稳定可控,还加快了生产进度,减少了取样工作时间。“未来,三维数字化也会应用到飞船的设计布局工作,让设计迭代工作更快、更准确。”梅杏说。
当然,面对复杂且狭小的舱内环境,在总装操作环节,高科技装备很多时候难以施展拳脚,飞船总装人员还是要时刻提升总装手艺,以匠人精神确保各项总装操作万无一失。
(顾航瑜)