艙門快速檢漏儀

儀表板及儀表產(chǎn)品

艙外燈 □圖片由航天510所提供

2022年6月5日10時44分，神舟十四號飛船搭載3名航天員在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功起航，這也標(biāo)志著我國的空間站建設(shè)從關(guān)鍵技術(shù)驗證階段順利轉(zhuǎn)入在軌建造階段。其核心工作就是迎接“問天”和“夢天”兩個實驗艙的對接任務(wù)，從而全面完成空間站的“T字型”布局。

這艘肩負著歷史使命的飛船上，凝聚著來自510所科研人員辛勤的汗水和智慧的結(jié)晶。在神舟十四號飛船中，510所承擔(dān)了結(jié)構(gòu)與機構(gòu)、熱控、測控、儀表與照明、環(huán)控生保等5個重要分系統(tǒng)中共計43臺套產(chǎn)品。這些設(shè)備與飛船在軌正常工作及航天員的生命安全都息息相關(guān)。

艙門快速檢漏儀保障出艙安全

在空間站任務(wù)中，航天員要從神舟十四號飛船進入到空間站，期間要經(jīng)歷多次穿艙活動，都需要打開和關(guān)閉艙門。維持航天員在艙內(nèi)生存的氣體絕對不能泄露，艙門是否密封良好具有決定性作用，因此精準(zhǔn)快速檢測艙門的密封性至關(guān)重要。艙門檢漏儀的作用就是檢測神舟飛船的艙門是否達到了密封狀態(tài)，它通過內(nèi)部的核心傳感系統(tǒng)，感受壓力和溫度的變化，在很短的時間內(nèi)判斷艙門是否關(guān)閉完好，并向航天員提供“艙門已關(guān)好，可以脫航天服”的指令。

早期的神舟飛船是整艙加壓，通過檢測整艙艙壓變化來判斷艙門的密封性，這種方法雖準(zhǔn)確、可靠，但缺點是耗時長。510所研發(fā)的艙門快速檢漏儀正是在這一背景下進行改進的，實現(xiàn)了對神舟飛船艙門和對接面的快速、準(zhǔn)確檢漏，填補了國內(nèi)在該領(lǐng)域的空白。目前，艙門快速檢漏儀已經(jīng)成為載人航天器的“必需品”，為航天員艙內(nèi)活動提供堅實的安全保障，為載人航天器保駕護航。

艙內(nèi)外照明點亮神舟之路

神舟十四號載人飛船將會與空間站實施交會對接，航天員進入空間站生活和工作。由于空間站在軌飛行會周期性經(jīng)過地球陰影區(qū)，經(jīng)歷很長時間的黑暗，因此在交會對接中照明問題就非常重要。510所承擔(dān)了載人飛船艙內(nèi)照明設(shè)備和交會對接照明設(shè)備研制任務(wù)，不僅為航天員提供了艙內(nèi)工作、生活照明，也為載人飛船與空間站在陰影區(qū)的交會對接提供了攝像輔助照明。

為了滿足空間復(fù)雜惡劣環(huán)境要求，神舟十四號飛船艙內(nèi)照明設(shè)備（近距離泛光照明）和交會對接照明設(shè)備（遠距離透光照明）采用了先進的固態(tài)照明光源。這種光源的優(yōu)點是耐沖擊、抗振動、功耗低、穩(wěn)定性高，但受限于發(fā)光材料的性能，固態(tài)照明對高溫環(huán)境和低溫環(huán)境都比較敏感，為此，510所研制團隊進行了長期大量的技術(shù)攻關(guān)，最終解決了溫度問題。在空間環(huán)境適應(yīng)性的難題上，為降低紫外輻照、總劑量輻照、原子氧等空間特殊環(huán)境對產(chǎn)品壽命及可靠性的影響，研制團隊先后突破了空間二次光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計、在軌抗特殊空間環(huán)境設(shè)計、敏感器件抗力學(xué)環(huán)境設(shè)計等技術(shù)難題。

載人飛船進入地球陰影區(qū)時，航天員在艙內(nèi)仍可以正確判讀儀表數(shù)據(jù)、手動開關(guān)指令，為交會對接的成功更添一份保障。

用顯控、語音、手控儀表操控飛船

510所作為我國載人航天器儀表設(shè)備主要承制單位，為我國神舟系列載人飛船提供了種類豐富的艙內(nèi)顯控、語音、手控設(shè)備。

綜合顯示單元和時間單元作為飛船終端顯示儀表，為航天員提供飛船運行過程中各分系統(tǒng)參數(shù)數(shù)據(jù)、事件、AD采集數(shù)據(jù)、時間信息等內(nèi)容的顯示，并配備緊急事件燈窗進行輔助顯示。

發(fā)聲單元作為飛船終端語音儀表，為航天員提供飛船運行過程中重要事件和飛行計劃的提示以及各類報警信息的語音播報。

手控左/右面板單元作為飛船手控終端儀表，為航天員提供飛行期間手控控制GNC的專用控制面板，支持手動運動控制指令的發(fā)送。

編碼指令設(shè)備作為飛船終端控制儀表，為航天員提供必要的操縱、控制飛船的人機界面，支持手控指令集控制數(shù)據(jù)的輸入。

手控右艙壁單元和開關(guān)指令板在飛船飛行期間航天員著航天服被束縛狀態(tài)時，為其提供必要的操控界面，并具備聲、光反饋功能。

定位搜救飛船返回艙

神舟飛船在執(zhí)行與空間站交會對接任務(wù)后，返回艙將帶著航天員和下行貨物“回家”，如何能夠快速而準(zhǔn)確的找到返回艙，直接決定著整個任務(wù)的成敗和航天員的生命安全，這就用到了510所研制的國際救援示位標(biāo)和微波重力水平開關(guān)等產(chǎn)品。

國際救援示位標(biāo)集定位信息獲取、數(shù)據(jù)處理、編碼調(diào)制發(fā)射于一體，具有高定位準(zhǔn)確性，可實現(xiàn)緊急狀態(tài)下救援的可靠性和實效性。返回艙落地后，國際救援示位標(biāo)會發(fā)射無線電信標(biāo)信號，猶如大海中明亮的燈塔指引著方向。這種信標(biāo)信號符合國際通用標(biāo)準(zhǔn)，能夠被岸站遍布世界各地的全球海事衛(wèi)星搜救系統(tǒng)所識別，從而確保搜救人員能夠快速找到返回艙。

510所自主研制的微波重力水平開關(guān)從神舟七號飛船開始，就成功應(yīng)用到神舟系列飛船和嫦娥探月等各類型號任務(wù)中。返回艙的通信天線有兩路，由于艙體落地后的姿態(tài)是不確定的，為保證通信質(zhì)量，需要自動接通相對水平面較高的一路天線，同時斷開另外一路。比起神舟系列飛船早期使用的、有可能污染飛船并危害航天員健康的進口單刀雙擲汞開關(guān)，微波重力水平開關(guān)采用的是更為先進可靠的電控技術(shù)，通過測量天線敏感軸的重力分量，來表征天線敏感軸與水平面的夾角，實現(xiàn)自動切換通信天線方向，技術(shù)指標(biāo)和安全性、可靠性均優(yōu)于進口的汞開關(guān)。

儀表板減振器保障儀表設(shè)備穩(wěn)定可靠

儀表板作為飛船儀表設(shè)備的承重部件，它的整體框架式構(gòu)型就如同一個“家”一樣，不僅為儀表顯示設(shè)備和主要手控設(shè)備這些“兄弟姐妹”提供獨立的“私密空間”，而且為它們提供了準(zhǔn)確可靠的安裝接口。這個“家”通過四個金屬橡膠減振器實現(xiàn)與飛船艙壁的可靠聯(lián)接，四個金屬橡膠減振器就像四個“忠誠的軟甲衛(wèi)士”，結(jié)構(gòu)上既有金屬的固有特性，又有橡膠的彈性。在飛船發(fā)射、飛行和返回過程中遇到巨大的振動、沖擊等情況時，能夠為飛船上的儀器設(shè)備提供必要的力學(xué)工作環(huán)境，例如在發(fā)射、返回過程中保證設(shè)備生存，在飛行過程中改善儀表板上設(shè)備的力學(xué)工作環(huán)境。

操縱棒是航天員手臂的延長器

在飛船發(fā)射和返回過程中，航天員的身體被牢牢束縛在座椅上，身體不能前傾以完成對儀表板上各設(shè)備的操作，為解決這一難題，操縱棒應(yīng)運而生。

操縱棒把手是根據(jù)航天員手掌正常抓握狀態(tài)進行賦型設(shè)計的，外部輪廓曲面完美貼合航天員掌心，極大滿足航天員操作過程中的舒適度要求。操縱棒桿體設(shè)計為可無極伸縮式，航天員可以根據(jù)現(xiàn)場條件在一定范圍內(nèi)任意調(diào)整操縱棒的長度。同時桿體采用高強度碳纖維材料，比強度高，手感舒適，外觀光澤，極具美感。

儀表照明分系統(tǒng)軟件產(chǎn)品提供全方位保障

儀表照明分系統(tǒng)的綜合顯示單元人機交互設(shè)備和發(fā)聲單元的配套軟件，通過內(nèi)總線接收并顯示飛船的重要事件信息，向航天員通報順序飛行事件、緊急事件、進出站事件等顯示信息和語音提示，并對特別重要的警示信息進行多重語音提示或突出顯示，以確保航天員在軌期間能快速掌握返回艙內(nèi)外信息。

儀表照明分系統(tǒng)的手控左面板單元、手控右面板單元、編碼指令版、手控右艙壁等設(shè)備配套的軟件產(chǎn)品向航天員提供必要的操作及控制飛船的相關(guān)顯示界面，能夠高可靠、高實時的刷新顯示重要參數(shù)，實時響應(yīng)航天員的在軌操作指令，并對異常狀態(tài)進行有效提示。

儀表與照明分系統(tǒng)的軟件產(chǎn)品具備極強的實時性和極高的可靠性，以保證各類故障能夠被及時發(fā)現(xiàn)并得到妥善處理，對故障狀態(tài)既不漏報、也不錯報，以滿足航天員在軌執(zhí)行任務(wù)期間的各類使用場景，為航天員提供全方位保障，確保航天員順利執(zhí)行在軌操作，完成在軌任務(wù)。

神舟十四號載人飛船發(fā)射成功后，搭載的航天員將在軌駐留六個月左右，會首次迎來在軌乘組輪換，實現(xiàn)不間斷有人駐留。神舟十四號要配合地面完成三艙組合體、大小機械臂等測試工作；將首次利用氣閘艙實施出艙活動；完成問天、夢天實驗艙多個機柜的解鎖、安裝等工作。

在后續(xù)載人航天任務(wù)中，510所人也將繼續(xù)不辱使命、拼搏向前，為實現(xiàn)航天強國夢貢獻自己的智慧力量。

蘭州日報社全媒體記者 李丹