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王曙群:用150万个数据换一次“太空之吻”(图)

2018-03-12 11:17:34

【中国梦·实践者】

王曙群:用150万个数据换一次“太空之吻”

  央视网消息:王曙群,目前国内唯一的载人航天对接机构总装组组长,中国航天最年轻的特级技师。16年来,他带领团队克服了重重困难,攻克了多项关键技术,练就了“精、新、准、快”的绝技绝活,带出了一支技术过硬的载人航天总装队伍,成长为载人航天工程总装战线上的领军人物。2011年,神八和天宫载着由王曙群带领的团队亲手装调的对接机构,在太空上演了一场完美的“太空之吻”表演,使我国成为继俄罗斯之后第二个掌握对接机构装调技术的国家。

  精细装调 确保安全

  对接锁系同步性装调质量决定了航天员能否在太空生存和能否安全返回地面,是交会对接任务中的重中之重,它的研制难点在于12把柔性传动的对接锁如何在2把主动锁的带动下,实现同步传动。在研制初期,对接锁系的装调最多经过3次的分离与密封试验后,分离角速度就无法满足同步性要求,且数据变化毫无规律可循,成为对接机构研制道路上的拦路虎。

  王曙群凭着他丰富的实践经验,仔细分析传动路径上影响同步性的各种因素,通过反复比对大量试验所取得的数据,他首先提出“对接锁的同步性与钢丝绳的张力和绳轮的转动角度有关,但与锁钩的钩间距关系更为密切”的想法。

  他制定了多项试验方案,尝试着将每把锁的钢索紧固螺母每转动1度,测出 12把锁对应的钩间距、钢丝绳张力和绳轮角度等3个变化量,每度重复上百次后,获取一组有效值,在多达150万个数据中,他提炼出了钢索紧固螺母的旋转角度与钩间距、钢丝绳张力以及绳轮角度之间的变量关系,形成了每变化1度的装调对应关系表,不仅能使柔性传动的对接锁系快速精准地调整到同步,也使同步稳定性从最初的3次提高至50次以上。

  创新思维 实现精准运动

  对接机构中对接环的运动位置精度是影响交会对接任务成败的另一个关键因素。安装在对接环上的上支点和安装在对接框上的下支点形成一个闭环的自差动回路系统。该回路系统由数百对齿轮与轴承组成,整个传动链长达约6m。如此长的传动链,普通的齿轮传动精度一般最高只能调整到3mm~5mm,而对接环在初始位置、对接位置和极限位置的运动精度误差均要求不大于1mm,俯仰、滚转和偏航角度均不大于2′,要求整整提高了5倍。原先反复调整,都难以保证对接环不同位置的精度要求,多次运动后重复精度更低。

  王曙群通过对整个传动链的仔细分析,创造性地提出逆向调整方法——自上而下调整法。为此,他设计了专用装备,首先将对接环固定在极限位置,保证其位置精度,再通过调整传动链上的齿侧间隙,调整对接环在对接位置和初始位置的位置精度。通过实践,验证了该方法的可行性和可靠性,大大提高了对接环的运动位置精度,使对接环在各个位置的精度误差均不大于0.5mm,各方向角度偏差均不大于1′,成功实现神八和天宫在各种姿态下六自由度方向均能够实现交会对接的目标,一举解决了总装精度调整难的问题。该装调方法已成功应用于风云卫星系列产品。

  系统把握 快速准确

  在质量问题分析处理方面,王曙群也往往有他独到的见解。2011年初,天宫发射前,对接机构可靠性件在进行最后的一项热真空试验过程中,发现对接锁无法正常解锁,两对接机构无法完成分离,该问题惊动了所有研制线上的技术人员,因为问题如果不在短期内解决,不仅经济上造成巨大损失,更会直接影响到天宫的发射计划。

  技术人员经过分析后,列出了所有故障模式,但一时无法判断问题根本。他们把最熟悉对接机构的王曙群请到了现场,了解故障现象后,王曙群进行了系统分析,逐一分析、排除,找出了系统受力最薄弱环节,很快将问题定位在锁驱动中的一根传动轴上,认为该轴已经断裂,且是由于地面控制设备驱动过载造成。后续通过对产品的分解验证,发现该轴确已断裂,回放的地面设备数据,也证实了试验过程中存在过载现象,问题很快得到了解决,确保了天宫发射计划的如期实现。

  王曙群与一般装调人员相比,同样的装调任务,通常别人要一周才能完成的工作,他不到两天就能全部装调到位,效率是别人的三倍多,其诀窍就在于他能在实践基础上,研发专用装备。

  在对接机构研制过程中,他牵头研发了50多台套专用装备,使对接机构总装周期从3个多月缩短至40天。其中最为典型的是丝杠安装座的三维尺寸装调定位工装。安装在对接框内弧面上的六个丝杠安装座组成六个下支点,通过调整垫片来满足每个下支点的轴向、周向和径向的三维空间位置尺寸要求,即每个下支点所在圆的半径、与对接框中心轴的同轴度、六个下支点与对接框面基准孔的角度以及与对接框面的距离这四项要求必须同时满足,且装调精度要求都在0.01mm以内。原先整个手工装调过程需要三周左右,采用王曙群研发的专用装备装调后,仅用一周就能完成,效率整整提高了三倍。正因为他不仅操作技能高超,而且具备自主研发能力,因此,他被大家称为双料特级技师,一个智能型技术工人。

  王曙群除了在对接机构装调方面具有很深的造诣外,在带徒育人方面,也是毫无保留,认真总结多年来积累的经验及教训,固化成书面材料,编制成青工培训教材,把自己的绝技绝活传授给他人。

  从闷不做声搞研究,到努力突破自我主动走出去交流;从一名扭螺丝的小技术工,到中国最年轻的特级技师,王曙群说看似跨度很大,但最终还是源于一句热爱。“作为一名航天人,认同航天文化,才会去热爱这份工作,只有热爱了这份工作才会有责任感,有了责任感才会去坚持,有了坚持才会去创新,这是一个递进的过程。”(材料来源:中国国防邮电工会)

来源:央视网
编辑:尹文卓

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