聚焦“天舟” | 看航天科工如何天地协力！

4月20日19时41分，搭载天舟一号货运飞船的长征七号遥二运载火箭，在我们文昌航天发射场点火发射。飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，发射取得圆满成功。

作为载人航天工程的副总指挥单位，我航所属8家单位为长征七号遥二运载火箭和天舟一号货运飞船共提供45台套单机产品、近70万件各类工业基础件产品，为任务的顺利完成提供了天地一体化的安全保障支撑，为我国自信迈入“空间站时代”奠定了坚实的基础。

看点

01

地面测控 |“默默坚守，只为成功发射的那一瞬间”

中国航天科工一院测控公司

水光潋滟晴方好

南国椰林舞风芭

伫神箭，望天涯

渺渺青波映落霞

4月，已逐渐炎热起来的海南文昌航天发射中心，长征七号遥二火箭矗立水天一色间。中国航天科工一院测控公司在此次天舟一号发射任务中研制生产了包括测量系统自动测控组合、测控信号转换装置及长征七号整流罩环境测试组合等工作。

由于长征七号运载火箭不再采用传统的塔架发射方式，而改用移动平台发射，因此对地面测控设备的防护特性、抗振特性、可靠性等方面提出了较高的要求。

“为长征七号特别研制的整流罩环境测试组合系统指标要求很高，要能够保证近18天的不间断监测。”技术负责人龚飞介绍道。

为此，项目负责人唐学术带领团队开展了为期一年多的项目攻关。“为保证长时间的不间断监测，就要求我们必须对设备的每一个模块、部组件都要精益求精，完美匹配，团队为此成立了两个攻关组，分别从软件和硬件方面对设备进行了全新的优化改进。通过软件优化，我们成功让系统CPU温度得以大幅度降低。通过结构改进，有效提升了抗干扰能力和散热能力，供电电源也提升至了宇航级，这都为连续监测提供了保障。但成功的背后总有辛酸，印象最深的莫过于一次偶然重启给整个团队带来的重重疑云。”

原来，在一次长时间监测实验中，连续工作了十余天的设备突发重启，面对这种情况，每一位团队成员心里都是咯噔一下，因为这说明设备还存在未知缺陷，同时之前十余天的努力也白费了。“我们立刻着手对所有的模块，部组件进行了逐一排查，反复开展复现实验，但类似重启却再也没有出现过。虽说是偶发事件，但大家都极为重视，一定要找出原因，不能带着隐患交付产品。功夫不负有心人，在一次抗干扰试验中终于成功复现了该重启。经过改进，这一问题终于得以解决，在大家一年多来的共同努力下，设备成功交付了。”

“在整个发射系统中，地面测控设备貌似是最不起眼的，但又是相对关键并重要的，因为在发射前，箭体和飞行器的情况，都要通过各类测量系统和测控系统反馈给指挥中心，这对于发射决策提供了重要的信息支撑。”工程师贾凡介绍道。

看点

02

固定式脉冲测量雷达——太空相会的“神助攻”

中国航天科工二院23所

看点

03

石英挠性加速度计完美助力“天舟一号”飞行任务 

随着“天舟一号”发射任务的顺利完成，重要部件石英挠性加速度计的“功劳簿”上又增添了浓墨重彩的一笔，这个由中国航天科工三院33所研制的功勋产品继助力神舟飞船历次飞行任务、嫦娥系列飞行任务之后，又以稳定的表现为“天舟一号”与“天宫二号”的准确对接提供了重要技术保证。

此次搭载的石英挠性加速度计共有两大使命：首先，作为“天舟一号”货运飞船光纤IMU（惯性测量单元）的重要组件之一，将主要用于测量飞船飞行过程的线加速度，为飞船确定自身方位提供信息；此外，该产品还是“天舟一号”微重力主动隔振平台关键技术验证的重要组件，将对载荷六自由度的空间运动作精确测量，帮助平台精准消除振动。

石英挠性加速度计是一种通过敏感石英摆片相对位置变化来检测加速度的精密惯性传感器，通过计算可以准确获得系统的速度和位置，为各类系统的导航、制导、控制、调平等提供精确的加速度测量信号，已广泛应用于航天、航空、船舶、兵器、石油、岩土工程等诸多领域。

“加速度计能够帮助测量速度、位置等重要信息，为飞行和交会对接提供必要的实时数据。”石英挠性加速度计主任设计师魏超介绍。

作为一款“久经沙场”的“宿将”，“天舟一号”上搭载的石英挠性加速度计与我国历次飞天任务渊源已久，从“神舟一号”到“神舟七号”，石英挠性加速度计成功为飞船返回舱提供了精确的测量；从“神舟八号”到“神舟十一号”，作为高精度石英挠性加速度计组合的核心器件，石英挠性加速度计身兼数职，为交会对接提供速度增量测量、为飞船姿态控制提供微重力测量、为飞船返回舱提供速度测量等；在已经完成的嫦娥3号飞行任务和即将开展的嫦娥5号飞行任务中，它都是不可或缺的重要产品，以其稳定的表现提供精准的测量数据。

根据魏超的描述，太空之旅固然浪漫，但是随着高度的增加，空气将越来越稀薄，大气压力也将越来越低，最终将接近于真空。为了保证正常工作，石英挠性加速度计身体内部密封了一个大气压的工艺气体，而在真空环境下，石英挠性加速度计内部的气体会向外泄漏，随着内部压力的降低，石英挠性加速度计的测量精度也将下降。因此，为了保证交会对接高精度的测量要求，必须对石英挠性加速度计实施密封，即给石英挠性加速度计穿上一套密不透风的“外衣”，防止内部气体在真空环境下的泄漏。在通过对各种胶接剂的性能对比考核试验、胶接剂的成分配比反复验证，最终确定了石英挠性加速度计密封外衣材料用的胶接剂，并进行了精心的结构设计。为了充分保证密封的可靠性，又模拟太空使用环境，对这件密封外衣进行了振动、冲击、热循环、热真空等严酷试验的考核，经过千锤百炼的石英挠性加速度计密封外衣终于问世，为石英挠性加速度计真空环境工作提供了一个坚实的屏障。

这一难题的攻克，让原本就具有国内第一精度的石英挠性加速度计完全具备了遨游太空的资本，但这还不够！

为了给“天舟一号”提供最可靠的产品，33所技术人员在8个月的时间里，对产品进行了温度循环、振动冲击、低气压、离心实验等苛刻的试验验证。魏超表示：“温度循环需要技术人员昼夜接力测试一周以上，精度测试要反复开展20遍以上，我们必须用最严苛的手段筛选出综合性最优的产品来。”

此次搭载“天舟一号”飞天的，还有一套服务于我国未来实验室上有着高微重力水平要求的空间科学实验载荷的支撑平台--空间微重力主动隔振平台。

它采用磁悬浮主动隔振技术，通过测量平台的振动，利用一定的手段防止振动影响，为流体物理与燃烧、空间基础物理、空间材料科学、空间生命科学和生物技术等学科的微重力科学实验提供实验环境保障。

评价平台隔振性能好坏的主要技术指标是空间科学试验载荷的微重力加速度大小，为使其达到理想的微重力加速度水平，要对载荷六自由度的空间运动作精确测量，石英挠性加速度计当仁不让。

微重力测量有多难？魏超举了一个例子，如果是重力环境下测量加速度的难度好比是观测一个铁球砸在地上产生的影响的话，那么微重力测量几乎就等同于观测一根头发丝掉在地上产生的影响，其精度往往是µg（微g）级别的，对产品的性能提出了极高的要求。

此外，石英挠性加速度计还具有低噪声的优势，也就是说输出的信号中干扰因素比较少，这将有助于系统更加快捷准确地提取关键数据。

为了说明加速度计的作用，魏超作了一个假设：假如没有石英挠性加速度计提供的数据，隔振平台就“不知道”该化解多大的振动影响，平台上的相关实验就没法顺利开展。

近年来，随着空天飞行任务的不断开展，长期在轨飞行对长期稳定性、长期密封性等提出了更高的要求，随着技术的不断突破，不远的将来，石英挠性加速度计将有望在更加宏伟的空天探测任务中再次带给人们新的、更大的惊喜。

看点

04

燃料转运 ——“航天智造”为“天舟一号”加油

中国航天科工四院万山公司

烈焰四射的壮美瞬间，离不开中国航天科工集团第四研究院万山公司所研制生产的特种运输车保障。

据悉，万山公司共为海南文昌发射场研发生产了10台运输车。其中，300立方米液氢重型防爆平板运输车4台，120立方米液氢防爆平板运输车2台，80立方米液氧/液氮运输挂车4台。最大的载重量达150吨。

目前，国内具备防爆重型平板运输车生产资质的仅万山公司一家。这是该公司为配合海南新型航天发射场建设而研制的全新产品。防爆平板运输车的问世，促使传统航天发射运输由“轨道式”向“轮胎式”转变，节约了铺设轨道所需的大量成本。

在海南文昌航天发射场内部，设有一家专门制造燃料的工厂，万山公司所生产的平板车和挂车产品“背驮”专用罐体，将液氢/液氧推进剂从工厂罐装，稳妥行驶约一小时，经过几公里的运输，将罐体转移至加注站，再由加注站通过管道连接对火箭实施加注。

“值得注意的是，本次长征七号运载火箭发射所需的低温推进剂转运，全部使用万山公司研发的产品，再次验证了我公司产品的实力。”该公司董事长、党委书记郑家龙介绍。

“值得注意的是，本次长征七号运载火箭发射所需的低温推进剂转运，全部使用万山公司研发的产品，再次验证了我公司产品的实力。”该公司董事长、党委书记郑家龙介绍。

推进剂加注工作历来被视为“在刀尖上跳舞”，稍有差池就有可能酿成大祸。2011年9月，万山公司中标海南文昌航天发射场项目，实现航天工程配套的重大突破以来，该公司投入了大批人力物力展开“防爆”项目攻关。

从2005年7月首台自主研发、拥有自主知识产权的90吨级平板运输车交付，十余年间，重型平板运输车作为该公司民用产品重要支柱不断崛起和壮大，至今已销售320余台，成为国内平板车行业领导者。

万山公司重型平板运输车以“液压独立悬架、液压驱动”为主要技术特点，在产品系列型谱上下延伸，目前已研制生产有五大系列40多个品种。单台平板运输车载重吨位涵盖35吨至1000吨级，还可实现多车协同并联使用。

2015年1月，万山公司研发的154轴线模块运输车在武昌造船集团成功运输5200吨整船，创造了在国内采用模块车首次进行整船运输的纪录，也刷新了国产模块车最大运输载重纪录；154轴线模块车共分10个车组联动作业，刷新了国内模块车并车数量纪录。

2008年，该公司又进入模块式液压挂车领域，先后开发了多品种多系列大件运输产品，截至2015年，在国内外共计销售液压挂车1400余轴线，成为国内唯一生产全系列自行式模块和液压组合挂车生产厂家，为振兴国家装备制造业和推动物流企业整体进步贡献力量。公司制定的《液压驱动模块运输车》获批为汽车行业标准。

防爆平板车项目研发团队带头人杨凯是一名“准80后”，曾获湖北省“青年岗位能手”等荣誉。研发团队共22人，平均年龄不到30岁。在杨凯的带领下，项目组成员克服行业标准空缺、发动机温控等技术难题，多方走访专业防爆研究所，改制大批电气元器件，两年时间内攻克了多项关键技术，取得危险品防爆运输车生产资质认证，在国内首次实现了IIC电气防爆技术在大型重工装备上的应用。 

海南地处高温、高湿、多盐雾的气候，重型工程运输车的维护保养工作尤为重要。为确保发射任务圆满完成，万山公司制定了整改保养工作实施方案，派出技能人员成立专班全面负责整改、维护保养的实施工作。

由万山营销公司、重工工程装备研究所、民品总装车间、喷漆车间4个单位组成的现场工作组，克服潮湿、高温的恶劣环境，抓紧推进发动机保养、液压系统滤芯更换、耐腐蚀制动气管更换和油漆二次喷涂等工作。

部分车型2013年就已交付发射场，一些结构件锈蚀严重，仅从一台300立方米液氢运输车上拆卸的油管就有90余段。

“碧海蓝天无暇顾，毒阳暴雨更不知。”负责工艺技术的邹庆朝在日志中这样记录。发射场没有标准厂房，仅有两个车库供作业，车库三面封闭，作业场地旁是一片柏油路面露天停车场，正值夏季地面热浪翻滚，连风都是烫的。

  如果说改制工作还可以在室内进行，那么调试试验及操作培训开始后，公司员工就不得不直面这毒阳热浪。车底空间狭窄密不透风，钻到里面不出十分钟就是一身汗，他们习惯带着备用衣服替换，穿一套、“晾晒”一套。

其实，作为国家批准的汽车整车及底盘定点生产企业之一，万山公司从1980年以来一直致力于汽车的研发、生产与销售，拥有中重型货车、客车、越野车、专用车等多种整车生产资格。该公司型号产品车先后参加50周年、60周年和纪念抗战胜利70周年大阅兵，接受党和人民的检阅。

该公司先后荣获国家科技进步特等奖2项、国家科技进步一等奖1项、国防科学技术奖30余项，以及全国“五一”劳动奖状、湖北省高新技术企业、湖北省首批创新型企业等荣誉110余项，取得科技成果专利150多项。

2016年5月，长23米、宽10米，4纵列8轴线、32个悬架、128条轮胎的国内最大吨位1000吨重型平板车在万山公司成功下线。该车型作为世界上最大吨位平板车，产量不足5台，此前只有德国能够制造。这是该公司经过一年多自主研发、具有完全自主知识产权的产品，标志万山公司掌握了具有国际先进水平的技术理论及制造能力。

能为飞船上天“加油”，也能驮起5000吨级巨无霸，万山人不断超越，为中国制造、中国品牌赢得声誉。在“十三五”期间，万山公司紧紧围绕“打造中国最好战车底盘企业，国内一流装备制造企业”发展目标，做精做强高端重型工程运输装备，为国民经济建设贡献力量。

看点

05

为运载提供强劲“动力源”

中国航天科工十院梅岭电源公司

“没有动力，再好的船也跑不远”。在本次天舟一号首飞任务中，十院梅岭电源公司就为长征七号运载火箭配套了6型共10台锌银蓄电池，为运载火箭的控制系统和测量系统提供了“动力源”。

长征七号运载火箭配套的锌银蓄电池于2011年开始研制工作，历时五年。在各个分系统、零部件和元器件中，电源是最难控制的，因为电池无法进行检测工作，尤其是这些电源都是一次电池，要检测就必须要激活，而激活就意味着电池寿命的完结，所以必须确保电池的绝对可靠性。可是这样的“可靠”保证，却是无数人无数个日夜的艰苦攻关。

五年的时间里，研制团队不断攻克一个又一个技术难题。通过锌银电极优化配比设计技术解决了高电压精度要求下的功率输出问题；通过采用新颖的充电维护制度，有效地提高电池超高倍率放电条件下的工作电压。在研制过程中，为满足电池的电性能，同时满足重量及外形尺寸要求，优先选用在型号上成功应用的系列化锌银单体电池。在现有单体电池无法满足总体使用要求的情况下，课题组通过技术突破成功研制出XY-40及XY-9两种新的单体电池型号。为保证产品的可靠性，科研团队开展了大量的试验验证工作，消除了电池的薄弱环节，提高了电池的可靠性，确保其与系统接口匹配协调，确保上天飞行安全可靠。

看点

06

关键零部件、配套研制——全力保障货运飞船首飞

中国航天科工河南航天工业总公司

在本次发射任务中，中国航天科工集团河南航天工业总公司下属的695厂分别承担了天舟一号货运飞船、天宫二号空间试验室共计4种120套高压自锁阀和182套电磁拖动机构等关键零部件以及长征七号火箭4200余件管路连接件的配套研制任务，为本次首飞任务的圆满成功发挥了重要保障作用。

此次任务是天舟一号货运飞船和长征七号运载火箭组成的空间站货物运输系统的首次飞行试验，也是空间实验室飞行任务的收官之战。由695厂研制的各类关键零部件参与了本次飞行试验的运载发射、交会对接等关键流程，发挥着重要的保障作用。本次天舟一号将在太空中开展快速交会对接试验，由695厂研制生产的电磁拖动机构正是保障天舟一号货运飞船准确、平稳的与天宫二号空间试验室进行交会对接的关键执行装置。双向高压自锁阀则主要用于天舟一号的姿控系统，根据制导指令保障空间试验室顺利在太空中的进行变轨、调姿，从而实现对航天器的精准控制，相当于控制火箭运动神经的开关。配套研制的管路连接件主要用于火箭各个管路系统的连接，保障系统的正常运转，相当于为飞行器打造的“关节”，肩负着不同的保驾护航任务。

695厂自2012年起开始参与海南文昌卫星发射中心建设任务，承担了移动发射平台、空气气源库供气系统，发射塔喷水系统供气部分、2个发射工位、3大库区和1个火箭总装测试厂房等多个关键项目的管路搭建工程，共完成了15种规格共计36000多米的供气管路，3000多根金属软管，1500根特氟隆软管和15个配气台的安装和调试工作，在发射任务中起到了重要保障作用。

看点

07

各类紧固件产品——存匠心、出精品，志在“天舟”

航天精工

“天舟一号”的好身板离不开发射系统、操控系统等核心结构系统，同样也离不开将其连接在一起的各类紧固件产品。为保障“天舟一号”的安全可靠运行，中国航天科工所属航天精工成立了一系列专业创新团队，倡导工匠精神、强化品牌服务是意识，深入推进精准研发、精细管理、精品工程，走上了一条航天级紧固件产品创新制胜、质量制胜的型号研制生产之路。

专注技术创新，把“不可能”变成“可能”

质量之魂，存于匠心。匠心的核心特点就是专注。对于航天精工镦制专业化创新团队来说，每一颗螺丝钉仿佛就是一颗生命。它的生命就是作为操作人员在追求职业技能的极致化的同时，凭着专注和坚守，靠着传承和钻研，用“匠心”塑造的。紧固件镦制成型工艺研究的关键在于模具，模具设计、加工靠的不仅是扎实的机械设计理论功底，更要有丰富的实践经验。

经过多年的积累，镦制专业化创新团队总结了一套变“不可能”为“可能”的方法。比如：加减法（在原有模具结构尺寸、形状、功能上有所异样、更新）、变身法（改变预冲结构、镦锻次数和镦锻方式等）、标准法（在解决某一问题、改进模具结构时制定一个标准）等等。以一次高温合金螺栓头部成型攻关为例，镦制专业技术团队通过跟踪验证和模拟分析，首先对产品热镦前坯料台阶过渡处进行了过渡设计，通过摸索模具活动量、顶针活动量、产品帽厚三者的最佳比例关系，优化模具结构，同时改进了润滑方式，产品加工效率由之前的150件/班提高至600件/班，合格率由之前的60%提高到100%。

坚持问题导向，眼睛向内铸就精品

随着型号的发展变化，对紧固件的防腐性能要求也越来越高。航天精工紧盯科技发展前沿，成立防腐技术专业室，积极开展紧固件表面处理工艺研究、新涂镀层在紧固件上的应用研究及表面处理专业技术服务等。专业室人员坚持问题为导向，把提出问题、解决问题作为实现自身价值的机会，不断承接大量颇具实效性和针对性的攻关课题项目。

解决问题作为一个认真严谨、客观理性的思维与决策过程，防腐技术专业室全员积极参与、知无不言、集思广益，每个成员都从中收获良多。成功地研究出了一大批技术课题究成果，在提升产品质量方面起到了决定性作用。

强化服务意识，点面结合成就口碑

围绕客户需求展开技术服务是航天精工开展精品工程创建，提升客户满意度的一个创新举措。为确保与客户技术沟通顺畅，航天精工研发专业室主动承担起了这项任务。研发专业室作为一个党员覆盖率高达80%的创新团队，通过建立良好的学习交流机制，专业室内部形成了“比、学、赶、帮、超”的良好工作氛围。在这种良好的工作氛围下，大家心往一处想，劲往一处使，通过专业的技术服务为企业赢得了口碑，并与客户建立起了良好的业务合作关系，每年涉及型号产品技术维护可以达到5000余次。

在一次型号配套求援任务中，研发专业室成立临时技术服务组，积极、主动配合生产，跟进产品加工及验收全过程，在面上关注全局技术服务，在点上注重对每个技术关键点的控制与保证。最终，客户急需产品在6天完成产品的加工、验收，圆满完成急件订单的交付任务，解决型号主机厂地燃眉之急。

航天精工的还有很多这样的专业创新团队，不论工匠、技术员还是党员，都是他们的身份。他们还有一个共同的身份，就是特别能吃苦、特别能攻关、特别能战斗的航天人身份，他们是航天精工紧固件品牌的塑造者，同样也是“天舟”等航天型号的护航团队。

看点

08

“金属软管”——长征七号运载火箭中的“血管”

航天晨光股份有限公司金属软管分公司

长征七号运载火箭的液氧煤油发动机和箭体管路中使用了多种不同型号规格的金属软管，它们同地面储存、加注用的金属软管一起，组成了长征七号运载火箭的管路系统，像“血管”一样，为长征七号运载火箭的正常工作输送着燃料等介质，为长征七号运载火箭研制的成功，起到了关键作用，它们是由航天晨光股份有限公司金属软管分公司研制的。

长征七号运载火箭是我国运载火箭升级换代产品，担负着为空间站输送物资的重要任务，采用了新型环保的大推力航天液氧煤油发动机，全新设计的箭体及管路系统，金属软管位于火箭的各舱段，力学、温度环境复杂，需承受较高的多变载荷和由低温到高温的温度变化，其疲劳性能要求高，研制工程技术难度大、复杂程度高，工作创新点多。

金属软管常用在硬管不能解决问题的地方，它用于在管系中补偿硬导管的安装偏差，工作温度变化引起的硬导管位移变形和机构工作运动位移，同时也吸收振动和噪声。

组成金属软管的零件不多，看上去简单，但要想能满足各种使用性能要求，那就不简单了。必须根据不同的工作环境和工作使用要求，进行设计方案优化，再通过研制试验来进行产品的设计验证，这就要求设计人员必须掌握相关的基础知识，比如了解材料、成型、焊接和试验工艺，等等，才能在不同的环境中采取适合的方案。

长征七号运载火箭金属软管的研制团队，在没有现成的研制设备、没有前例可循的现实下，不畏难，不怕难，勇于接受挑战，团结协作，共同攻关，经过多少个日夜奋斗，终于按时完成了研制任务，眼望飞向太空的长征七号运载火箭，心中充满了自豪和期待，建设太空家园的梦想又进了一步。 

华丽丽的分割线

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