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今天“问天”!温江造“空气净化器” 让宇航员在空间站内自由呼吸

作者:火狐体育官网入口  2022-12-06 03:32:01

  由中国航天科技集团有限公司七院所属的四川航天烽火伺服控制技术有限公司总装集成的二氧化碳去除子系统和微量有害气体去除子系统,安装在空间站内,如同“空气净化器”一般,保障着航天员的生命安全。

  在地球上,我们拥有源源不断的新鲜空气。我们吸入氧气,呼出二氧化碳,通过光合作用,二氧化碳又被植物回收利用,达成一种奇妙而稳定的循环。

  事实上,如果不加控制,随着周围空气中的二氧化碳浓度不断增加,人体会面临呼吸急促、意识丧失甚至死亡的风险。

  为了确保航天员在整个飞行过程中安全地工作和生活,必须在空间站内部创造一个适于人生存的基本环境,并提供必需的生活支持保障。这样的功能,主要由空间站环境控制与生命保障分系统(简称环控生保分系统)予以实现。

  “载人航天,人命关天。安全是我们的底线。一定要保证航天员在空间站内能够自由地呼吸。此次总装集成的两个子系统作为环控生保分系统的重要组成部分,一个是二氧化碳去除子系统,去除空间站内航天员呼出的二氧化碳,另一个是微量有害气体去除子系统,都是为航天员生命提供保障的。”公司特种阀事业部副总经理张强说。

  “空间站这个事,就我国而言,上上下下都是第一次研制,考验极大。”张强表示,与普通的空气净化器不同,用在空间站内的这两个子系统构造更为复杂,用料更为讲究,工艺要求极高,且难在没有任何资料参考。

  大到一个单机,小到一根管路,“空气净化器”里的每一个部件都是专门定制,系统内如何“排兵布阵”都是靠自主摸索。

  “只有一张设计图纸,没有工艺,没有参考模型,我们聚集技术核心力量研讨,采取头脑风暴的形式,光模拟方案就做了10套,最后集成了其中5套方案的优缺点,才定下来最初的初样模型。”张强表示,从2015年开始,四川航天烽火伺服控制技术有限公司的任务团队成员们就开始备战,突破多个“首次”,打造出这款特殊的空气净化器。

  例如对管路的焊接方法采用的是薄壁焊接,属于特殊工艺,公司内技术人员在之前其他项目的加工中并未接触过。

  “薄管管路长,要一节接着一节地焊,焊缝越少越可靠。所以每一条都必须严格把关,一条合格了才能焊下一条。每一节焊接完成后,要进行探伤,并且在烘箱里面进行时效处理48个小时。焊缝处焊料二次融化后,将形成鱼鳞般的纹路,层层叠叠,如涟漪泛起,是焊接把控得当、发挥稳定的最好证明。”

  2022年,长征五号B遥三运载火箭托举空间站“问天”实验舱一飞冲天,出征太空。包括张金德和胡步云在内的公司职工都守着看了直播,心中激动万分。

  胡步云和张金德,负责两套子系统的总装及测试工作,2015年就接触该项目,见证了“空气净化器”从一张图纸,到升入太空。

  “刚接到这个任务的时候,我们整个团队都十分迷茫,毫无这类产品生产经验的我们,拿着设计图纸一时不知该如何下手,甚至第一次试制出的产品在联调时出现问题,大家对我们能否按要求完成任务表示出了担忧。”

  当时产品内的气体导管在设计时大多选用的是金属硬管,但繁复的管路安装给装配工作带来极大难度。张金德和团队提出了“硬变软”的改进措施,将部分金属硬管用波纹管替代,使安装好的管路可以调整位置来腾出操作空间。

  “为了满足空间站的使用要求,我们几乎将市面上有的材料全部找到研究了一遍,最终选用了既能抗外压、耐冲击力,也具有一定柔性特点的波纹管进行替换验证,经过上万次弯折寿命试验、一百多万次高压气体气密试验验证,这个改进措施最终得到了总体的认可。”

  在后期的工作中,工作人员还需要出差北京,在那里进行紧张的测试工作。胡步云表示,记忆中在北京的日子,大家没有一天是晚上12点以前就能休息的,第二天一大早,7点就又出门工作了。

  从北京回到家中,短短20天,胡步云瘦了近20斤,家里的母亲快认不出自己了,“回家当天,她抱着我哭了,我知道她除了心疼,也为我们航天人感到骄傲。”胡步云说。

  “选择了航天就注定不平凡,选择了航天就注定了要挑战这些难度,先辈给我们打下了很好的底子,在我们这个时代,就要肩负起自己的责任,这就是我们应该做的。”

  “我们自己干的产品上天了,很震撼,我也形容不出来,看着产品装在火箭上运上太空,心里直哆嗦,确实很感动。我们的产品能够提供给航天员使用,是我们的骄傲!”

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