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王曙群:用150萬個數據換一次“太空之吻”(圖)

2018-03-12 11:17:34

【中國夢·實踐者】

王曙群:用150萬個數據換一次“太空之吻”

  央視網消息:王曙群,目前國內唯一的載人航天對接機構總裝組組長,中國航天最年輕的特級技師。16年來,他帶領團隊克服了重重困難,攻克了多項關鍵技術,練就了“精、新、准、快”的絕技絕活,帶出了一支技術過硬的載人航天總裝隊伍,成長為載人航天工程總裝戰線上的領軍人物。2011年,神八和天宮載著由王曙群帶領的團隊親手裝調的對接機構,在太空上演了一場完美的“太空之吻”表演,使我國成為繼俄羅斯之後第二個掌握對接機構裝調技術的國家。

  精細裝調 確保安全

  對接鎖系同步性裝調質量決定了航天員能否在太空生存和能否安全返回地面,是交會對接任務中的重中之重,它的研製難點在於12把柔性傳動的對接鎖如何在2把主動鎖的帶動下,實現同步傳動。在研製初期,對接鎖系的裝調最多經過3次的分離與密封試驗後,分離角速度就無法滿足同步性要求,且數據變化毫無規律可循,成為對接機構研製道路上的攔路虎。

  王曙群憑著他豐富的實踐經驗,仔細分析傳動路徑上影響同步性的各種因素,通過反覆比對大量試驗所取得的數據,他首先提出“對接鎖的同步性與鋼絲繩的張力和繩輪的轉動角度有關,但與鎖鉤的鉤間距關係更為密切”的想法。

  他制定了多項試驗方案,嘗試著將每把鎖的鋼索緊固螺母每轉動1度,測出 12把鎖對應的鉤間距、鋼絲繩張力和繩輪角度等3個變化量,每度重複上百次後,獲取一組有效值,在多達150萬個數據中,他提煉出了鋼索緊固螺母的旋轉角度與鉤間距、鋼絲繩張力以及繩輪角度之間的變數關係,形成了每變化1度的裝調對應關係表,不僅能使柔性傳動的對接鎖系快速精準地調整到同步,也使同步穩定性從最初的3次提高至50次以上。

  創新思維 實現精準運動

  對接機構中對接環的運動位置精度是影響交會對接任務成敗的另一個關鍵因素。安裝在對接環上的上支點和安裝在對接框上的下支點形成一個閉環的自差動迴路系統。該迴路系統由數百對齒輪與軸承組成,整個傳動鏈長達約6m。如此長的傳動鏈,普通的齒輪傳動精度一般最高只能調整到3mm~5mm,而對接環在初始位置、對接位置和極限位置的運動精度誤差均要求不大於1mm,俯仰、滾轉和偏航角度均不大於2′,要求整整提高了5倍。原先反覆調整,都難以保證對接環不同位置的精度要求,多次運動後重複精度更低。

  王曙群通過對整個傳動鏈的仔細分析,創造性地提出逆向調整方法——自上而下調整法。為此,他設計了專用裝備,首先將對接環固定在極限位置,保證其位置精度,再通過調整傳動鏈上的齒側間隙,調整對接環在對接位置和初始位置的位置精度。通過實踐,驗證了該方法的可行性和可靠性,大大提高了對接環的運動位置精度,使對接環在各個位置的精度誤差均不大於0.5mm,各方向角度偏差均不大於1′,成功實現神八和天宮在各種姿態下六自由度方向均能夠實現交會對接的目標,一舉解決了總裝精度調整難的問題。該裝調方法已成功應用於風雲衛星系列產品。

  系統把握 快速準確

  在質量問題分析處理方面,王曙群也往往有他獨到的見解。2011年初,天宮發射前,對接機構可靠性件在進行最後的一項熱真空試驗過程中,發現對接鎖無法正常解鎖,兩對接機構無法完成分離,該問題驚動了所有研製線上的技術人員,因為問題如果不在短期內解決,不僅經濟上造成巨大損失,更會直接影響到天宮的發射計劃。

  技術人員經過分析後,列出了所有故障模式,但一時無法判斷問題根本。他們把最熟悉對接機構的王曙群請到了現場,了解故障現象後,王曙群進行了系統分析,逐一分析、排除,找出了系統受力最薄弱環節,很快將問題定位在鎖驅動中的一根傳動軸上,認為該軸已經斷裂,且是由於地面控制設備驅動過載造成。後續通過對產品的分解驗證,發現該軸確已斷裂,回放的地面設備數據,也證實了試驗過程中存在過載現象,問題很快得到了解決,確保了天宮發射計劃的如期實現。

  王曙群與一般裝調人員相比,同樣的裝調任務,通常別人要一周才能完成的工作,他不到兩天就能全部裝調到位,效率是別人的三倍多,其訣竅就在於他能在實踐基礎上,研發專用裝備。

  在對接機構研製過程中,他牽頭研發了50多台套專用裝備,使對接機構總裝周期從3個多月縮短至40天。其中最為典型的是絲杠安裝座的三維尺寸裝調定位工裝。安裝在對接框內弧面上的六個絲杠安裝座組成六個下支點,通過調整墊片來滿足每個下支點的軸向、周向和徑向的三維空間位置尺寸要求,即每個下支點所在圓的半徑、與對接框中心軸的同軸度、六個下支點與對接框面基準孔的角度以及與對接框面的距離這四項要求必須同時滿足,且裝調精度要求都在0.01mm以內。原先整個手工裝調過程需要三周左右,採用王曙群研發的專用裝備裝調後,僅用一周就能完成,效率整整提高了三倍。正因為他不僅操作技能高超,而且具備自主研發能力,因此,他被大家稱為雙料特級技師,一個智能型技術工人。

  王曙群除了在對接機構裝調方面具有很深的造詣外,在帶徒育人方面,也是毫無保留,認真總結多年來積累的經驗及教訓,固化成書面材料,編製成青工培訓教材,把自己的絕技絕活傳授給他人。

  從悶不做聲搞研究,到努力突破自我主動走出去交流;從一名扭螺絲的小技術工,到中國最年輕的特級技師,王曙群說看似跨度很大,但最終還是源於一句熱愛。“作為一名航天人,認同航天文化,才會去熱愛這份工作,只有熱愛了這份工作才會有責任感,有了責任感才會去堅持,有了堅持才會去創新,這是一個遞進的過程。”(材料來源:中國國防郵電工會)

來源:央視網
編輯:尹文卓

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