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　　中新網9越7日電 題：艙外航天服：打造航天員的“生命盾牌”

　　作者：崔寧 劉瀾 李家望 翟衛平 陳安波 高陽

　　完成航天員首次太空行走是“神舟七號”飛行任務中一項重要的內容，這項任務能否順利完成，艙外航天服是關鍵。中國航天科技集團公司運載火箭技術研究院、四川航天技術研究院、中國航天時代電子公司等單位在參與艙外航天服的研制工作中，大膽創新、集智攻關，在這個世界上只有少數幾個國家掌握的高精尖技術領域，寫下了中國航天的名字。

　　運載火箭總裝廠

　　打造航天員的生命“盔甲”

　　軀干殼體是艙外航天服的主體，是航天服的裝配集成中心，各種設備、儀器都要與之連接，是艙外航天服研制的重中之重，承擔這一研制任務的是中國航天科技集團公司運載火箭總裝廠。

　　艙外航天服軀干殼體為鋁合金薄壁硬體結構，與背包系統裝配后共同承受地面運輸、上升段的各種載荷，具有壓力防護、載荷支撐、密封等功能，是名副其實的航天員的生命“盔甲”。

　　從2006年2月14日接到了任務，到2007年11月25日交付正樣第一件產品，再到2008年2月圓滿完成艙外航天服軀干殼體研制任務，作為中國最大的運載火箭總裝集成企業，運載火箭總裝廠臨危受命，不斷創新，突破傳統制造領域和管理模式，用科技實力打造航天員生命的“盔甲”，走出了一條型號研制創新之路。

　　艙外航天服開始研制時，正值中國航天高密度發射第一階段之前的生產高峰期，運載火箭總裝廠科研生產任務非常繁重。該廠確定了創新管理、科學管理的指導思想，不斷創新管理手段，以管理促進度，向管理要效率。在首件產品研制過程中，運載火箭總裝廠采用了工藝技術準備、工藝試驗與產品設計并行；工裝設計和產品設計并行；工裝設計和工裝制造并行的 “三并行”工作方式。將產品設計、工藝設計、生產制造并行組織，統籌管理，有效地解決了時間緊、任務重、人員少的矛盾，順利實現了兩個半月完成首件生產、17個月完成正樣產品研制以及模樣、初樣、正樣轉階段的目標。

　　艙外航天服研制在我國尚屬首次，沒有任何經驗可循。軀干殼體更是造型復雜、結構緊湊、形狀特異，產品性能和精度要求非常高。運載火箭總裝廠知難而進，不斷探索，奮勇攻關，先后攻克了軀干薄殼成型、門法蘭電子束焊接、壓力盔成型、濾波骨架成型、風管成型、焊接變形控制、整體協調工裝等7項技術難關。

　　軀干薄殼是一件只有1.5mm的薄壁零件，除了外形特異，還開有5個法蘭孔，局部法蘭孔甚至為負角度翻邊，加工難度極高，常規工藝幾乎無法實現。運載火箭總裝廠的技術人員在不同厚度、不同材料上反復進行成型和翻邊試驗，最終用工藝焊縫及定位孔解決了薄殼成型和定位問題；通過數控加工和電火花特種加工相結合的方法，實現了機械加工無法實現的肩法蘭整體無縫加工；最后對薄殼進行電磁脈沖校形，使薄殼成型后平面度達到0.8毫米以內。

　　門法蘭是軀干殼體的整體裝配、焊接基準，同時軀干殼體通過門法蘭與背包裝配，保證航天服上肢體的密封和協調，因此門法蘭的形位尺寸至關重要。門法蘭與軀干薄殼的焊接采用高能束電子束焊接。高能束電子束焊接對裝配精度要求非常高，要求無間隙焊接。運載火箭總裝廠研制人員從工裝設計源頭抓起，在殼體修配、驗核的基礎上進行工藝裝配、焊接試驗，通過5個試驗件完善了焊接工裝，保證了殼體的裝配要求；確定了整體固定、分段焊接的工藝方案，確保了殼體的焊接質量。

　　軀干殼體上共有33個聯接法蘭和支架，70條焊縫，而且公差要求嚴格，局部法蘭焊后圓度要求0.025毫米，精度達到機械加工級別。由于法蘭位置集中，各法蘭焊接過程中相互限制，焊接應力相互影響，焊接變形控制難度大。鈑金車間和箱體焊接車間的技術人員聯手攻關，通過鈑金校形、殼體反變形、自制工裝、局部裝卡等方式解決了裝配問題，并通過合理的焊接順序和分段焊接將焊接變形控制到最小，滿足了交付的要求。

　　據統計，運載火箭總裝廠在研制過程中共使用工裝113項、307套，工藝試驗件27項、156件。產品設計指標合格率由模樣第一件39.6%達到正樣產品95.9%，關鍵指標100%合格。

　　除軀干殼體外，運載火箭總裝廠還完成了航天服艙外頭盔、下肢腰法蘭、通風流量分配管路等產品的研制生產，為整個航天服的技術攻關和生產做出了突出貢獻。

　　航天材料及工藝研究所

　　調節生命溫度的小小閥門組件

　　在艙外航天服這個生命保障系統中，放氣閥和氣液組合插座液路閥是其中兩個必不可少的零件。主要是調節航天服的溫度，以確保生命保障系統正常可靠工作。放氣閥和氣液組合插座液路閥都是通過膠粘劑粘接，將聚四氟乙烯塑料與不銹鋼粘接在一起，組裝成零件。由于聚四氟乙烯表面極性低，與其它材料的粘接性能差，如何保證其與不銹鋼的粘接可靠性，并能夠在高低溫循環過程中不出現脫粘是很大的難題。面對這一嚴峻考驗，航天材料及工藝研究所膠粘劑專業組的科研人員經過數月的艱苦攻關，成功地解決了這一難題。

　　在試驗過程中，科研人員首先要解決的是放氣閥和氣液組合插座液路閥泄漏問題。科研人員積極查閱資料，想辦法，采取了組件著色、顯微鏡下解剖觀察方式尋找泄漏原因，最終確定泄漏主要是由于膠粘劑粘接不好，導致不銹鋼層與聚四氟乙烯層脫粘所造成的。

　　然而，聚四氟乙烯與不銹鋼的粘接在國內外都是一個難題，現在面臨的難題是兩種材料曲面連接，而且還要承受一定的高低溫循環，難度很大。科研人員結合多年的膠粘劑工作經驗，確定采取增加金屬表面粘接面積，對聚四氟乙烯表面進行處理，采用能耐一定高低溫、流動性好的膠粘劑進行粘接的工藝方案。方案確定了，技術人員分工去進行試驗，有的進行增大金屬表面的粘接面積的研究、有的進行聚四氟乙烯表面處理方法的研究、有的進行膠粘劑的篩選工作。經過大家的共同努力，完成了一批新的試驗件，并且全部通過了高低溫循環試驗的考核。

　　在初次試驗大捷后，膠粘劑專業組的科研人員并沒有因此停下腳步，大家深知自己研制的產品關系到航天員的生命，絕對不允許出現任何差錯。在工藝過程中，金屬殼體與聚四氟乙烯粘接固化時邊緣有余膠擠出，在清理余膠的過程中可能會對膠層造成微小破壞；吸氣管插入需要在側壁上進行打孔，這樣會使膠層受到壓力，可能給膠層邊界帶來缺陷。為了避免這些隱患，做到產品百分之百可靠，他們開始為完善工藝積極攻關，采取放氣閥殼體與吸氣管一體結構和采用粘接定位工裝，避免了機加工打孔和邊緣的余膠清理工作。采用新工藝新結構，生產了幾個批次的試驗件，全部通過考核試驗。為確保產品的性能，他們對其考核條件進一步加嚴，表明產品仍然可以滿足使用要求。