9月27日,航天员将穿着我国研制的“飞天”舱外航天服进行首次太空行走!此刻,“中国牌”的舱外航天服将成为众人关注的焦点。
舱外航天服不是简单意义上的一件衣服,而是“一个小型的太空飞行器”,是航天高科技的集合体。中国航天科技人员以不可思议的速度——用了不到4年时间,打造出了这件能抵御太空恶劣环境的“天衣”。
从无到有,它的研制过程可谓历经艰辛、步步坎坷,衣服上任何一个部位的攻关都非常不易。
最大限度利用国内已有成熟技术
2004年7月,舱外航天服研制项目正式立项。
“接到任务,大家感觉心里像压了一块石头,异常沉重。”回忆当时的情况,中国航天员训练中心舱外航天服研究室主任刘向阳至今记忆犹新。
命令如山,没有退路。面对这个全新的项目,按常规做法,显然是行不通的。怎么办?经过冷静思考,项目组调整思路:最大限度利用国内已有的相关成熟技术,将相关成果拿过来进行整合、集成创新。
于是,项目组利用各方面的优势力量,花了半年左右的时间进行论证。“这个‘纸上谈兵’的过程,大大加快了研制进程。”刘向阳深有感触地对记者说:比如舱外服上用的泵,以前飞船上就有,虽然两者之间有区别,但我们只需在原有技术基础上,把这个泵做到小型化、做到可靠性更高,就能满足舱外服的要求。
抢时间瞄准关键技术攻关
躯干是整个舱外服的核心部分,技术难度非常大。
考虑到躯干是个不规则的异形结构,最初定的方案是采用复合材料。经过反复论证,该方案存在许多不足,专家组决定采用铝合金成型的新方案。
方案更改了,设计图纸也得推翻重来。当时,已是2006年的“五一”,时间十分紧迫,躯干没有定型,上肢、下肢、背包等研制工作也都难以全面展开。
为了抢时间,他们把设计图纸的技术人员、躯干生产厂家的工作人员集合在一起,进行联合攻关。15天,他们连续作战,把设计图纸带工艺审查全部完成。
躯干定型非常复杂,既要保证足够的强度,又要保证精度。于是,项目组设计人员下到车间一线,和工厂人员日夜加班,整整花了3个月“精雕细琢”出第一个躯干。
把创新的灵感发挥到极致
出舱活动的目的是到舱外进行维修安装等活动,上肢部分非常重要,既要保证很高的强度,又要让关节实现灵活自如。
可这似乎是对不可调和的矛盾。要保证强度,就要充气加压,这样服装就会膨胀,上肢就会变得僵硬,活动阻力很大;反之,灵活了,安全强度又无法保证。怎么办呢?这实在让研究人员头疼了一回。
一天晚饭,望着眼前盘中的大虾,愁眉不展的工艺师李智突然找到了灵感:虾全身也是硬壳,为什么就能行动自如呢?他仔细观察虾的身体构造,发现是层叠的虾壳给了虾很大的灵活性。
大伙恍然大悟。于是,他们通过研究虾背的构造,利用仿生学原理,创新出套接式的关节结构,既保证了强度又满足了出舱活动的需求。
调动大家的积极性和责任心,把创新的灵感发挥到极致,就没有攻不下的难关!服装胸前的气液控制台是服装气液控制的核心,体积很小。如此小的区域,要集中20多个阀门,难度之大可想而知。设计师发挥想象力,利用高度集成的工程原理精巧设计,不仅满足了服装功能的需要,还使操作更加人性化。
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