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发表于 2013-1-6 09:30:27
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襄阳航天四十二所—— 从“神一”到“神九”助飞二十
2012年6月29日上午，在经过13天太空飞行后，万众瞩目的“神舟九号”载人飞船返回舱安全返回地面，“天宫一号”与“神舟九号”载人交会对接任务获得圆满成功。从1992年我国载人航天工程正式立项到“神九”问天，20年弹指一挥间，中国的航天事业迈上了一个又一个新台阶。
长征2F火箭逃逸系统发动机动力源、“神舟”飞船密封件、“神七”舱外航天服橡胶件、“天宫一号”舱体密封件及“神九”航天员医监生化检测组件，均出于襄阳的中国航天科技集团公司四院四十二所。航天四十二所助力“神舟”飞天整整20年，他们研发的各项技术产品先后应用到火箭、飞船、空间实验室和航天员四大系统。
逃逸系统发动机：
打造航天员“生命之塔”
四十二所的助飞路还得从20年前说起。那时，我国载人航天工程正式立项，所里很快接到了逃逸系统发动机推进剂的研制任务。当时，逃逸系统被公认为火箭研制中最难啃的骨头，逃逸塔具体长啥样？大家只在国外学术期刊上见过，至于逃逸系统发动机用的什么推进剂更是无从知道。
1993年4月，四十二所召开逃逸推进剂研制动员会，由李谨卫、郭水泉、徐家明、王德美、张纲要等专家临危受命组成课题组，正式打响了逃逸推进剂研制攻坚战。
由于是危急时刻救人用的，逃逸发动机必须“准、快、稳”，快速、安全地将航天员带离危险区域。作为动力源的推进剂必须具备高燃速、高可靠性。然而，推进剂燃速越高安全性越差，综合性能就越难调和。为了统筹兼顾各项性能要求，课题组做了大量的模拟试验和感度测试。
1994年9月，四十二所完成了四种型号模样发动机推进剂研制任务，并在装药厂装药试验获得成功。1994年12月至1995年4月，先后三台发动机地面热试车成功。就在一切有条不紊、进展顺利的时候，突遇“拦路虎”。1995年4月，全套逃逸发动机中个头最大、结构最复杂、研制难度最大的主逃逸发动机首发地面点火试车失利，点火后不到1秒钟，高燃速火焰瞬间将4个前置喷管的弯管部分烧穿，整个试车台一片火海。实验失败了。
李谨卫、王德美两位专家急奔西安，参加试车失败原因分析。经过深入分析和归零，很快锁定了失利的“元凶”。整整一个月，课题组放弃休息，每天轮流两班倒，轮番开始调试配方，经过大量的试验最终积累了改进配方的工艺经验，获得了改进配方的主要性能数据。
1995年6月中旬，新配方通过评审。7月，第二台主逃逸发动机装药。1998年10月19日，由四十二所负责推进剂、衬层配方研制并提供两大关键技术支撑服务的逃逸系统发动机成功进行了“零”高度飞行试验。五年艰苦付出终于收获了成果。
1999年11月20日，“神舟一号”无人飞船成功发射。自此，由四十二所提供动力的逃逸系统发动机承担起历次发射的护航任务。
特种橡胶材料：
航天“船、服、站”上显身手
1996年，四十二所承担了一项国家863-2“空间飞行器动密封与静密封材料”研究课题。虽然只是一个预先研究的课题，没有太多研制经费，却为后来的飞船密封件任务奠定了基础。
为了研制出我国真正自主知识产权的空间密封材料，四十二所课题组筛选所有材料立足于国产，经过反复的调研、筛选和大量的配方性能试验，终于突破了空间密封材料的各项关键性能，多个密封材料配方达到欧空局及美国宇航局对空间材料的筛选标准。
1997年下半年，“神舟一号”飞船研制进入关键时期，可负责飞船密封件研制的有关单位几项关键性能始终没有获得突破。紧要关头，四十二所派年轻技术专家马国富编制专门方案参与技术竞标，在距离产品交付仅4个月的时候，一举争得了研制合同。
4个月，是考验，更是责任！四十二所在管理上打破常规，抽调各方面研制人才组成研制小组。课题负责人马国富，技术能力强、办事稳妥。骨干人员王江、彭正贵，研制经验丰富。大家争分夺秒、通宵达旦，全力以赴。
4个月后，课题组终于在规定时间内成功解决了大大小小50多种规格产品的配方技术和大型密封圈生产工艺等多项技术难题，按时交付产品。
就这样，四十二所正式接过载人航天工程飞船密封件的研制生产任务。几年来先后为神舟飞船提供了近万件飞船密封件，一次性检验合格率均为100%。
特种橡胶在“飞船”上的表现，使“神七”舱外航天服密封材料与橡胶件的研制任务也落在了四十二所课题组肩上。为了让航天服既密封性能严丝合缝，又确保关节灵活自如，课题组奋力攻坚。一次，彭正贵在路上走，突然从自行车的内胎上获得了灵感，通过选择特殊的材料和多种成型工艺，成功解决了真空结构件的芯模精确定位这一难题。
课题组先后攻克了基础配方技术、异形件和特殊结构件的成型工艺等系列难题，产品种类从30余种增加到53种。总体单位称赞四十二所：“我们想到的你们想到了，我们没想到的你们也想到了，真是令人佩服！”
2008年9月底，“神舟七号”发射成功，航天员翟志刚身穿“飞天”舱外航天服进行我国首次舱外试验，取得圆满成功。
2007年下半年，四十二所又接到目标飞行器用密封件的研制任务，开始为“天宫一号”研制密封件。相比于飞船密封件，“天宫”的密封材料，硬度要求更高、密封压力更大。然而橡胶材料的特性是硬度越高，反弹就越大、材料本身就越脆，对密封材料的使用性能和自身稳定要求就更加苛刻。课题组根据新要求，确立了稳定胶料配方性能的工艺新方法，通过对胶料配方的综合性能优化和炼胶工艺的选择，使不同硬度的材料性能全面达标。根据“天宫”密封件的特殊要求，为每一个异形件创新了独特的机械加工工艺，实现了“天宫”数十种模具设计的一次到位。经过试生产，密封件尺寸精度完全满足要求，超差范围不超过0.01毫米。
医监生化检测组件：
小工具装备大系统
“天宫一号”作为我国第一个空间试验室，特地为航天员配备了全套随时监测航天员各项生理指标的医监生化系统。航天员医监生化检测组件是医监生化系统的重要组成部件，主要是航天员在轨进行生化指标检测时要用到的各种样本采集、预处理和进样检测等工具。
2007年11月，四十二所突然接到来自北京载人航天工程某研究所的电话，该所负责的航天员医监生化检测装置的重要组件——医监生化预处理组件和生化指标检测组件遇到了难题，原承制单位由于技术难关无法攻克，现急需寻找新的承制单位。因为四十二所在飞船密封材料、舱外航天服密封材料等方面展现出雄厚实力，该研究所希望四十二所能完成这个项目。
所里高度重视，立即组织专家、骨干进行论证，从各个科室抽调技术骨干程福银、朱朝阳、彭正贵等人成立项目小组，由科技委马新刚研究员担任组长，开展项目攻关。
由于是我国首次对航天员进行在轨医监生化检测，整个医监生化系统都是根据需要自主提出研制并进行设计的。接到研制任务时，具体的医监生化检测组件是个什么样、都有哪些东西，别说项目组不清楚，就是医监生化系统的研制总体单位也说不全。项目组拿到手的只有各种具体指标和使用要求。项目组开了个“异想天开”般的分析会，针对空间站微重力环境下航天员样本采集、预处理和进样检测等各个环节的动作进行了充分预想。按照“精、小、巧”的原则，对所需设计的工具、尺寸、功能一一进行了摸排。就这样，一套针对微重力环境下操作特点的研制方案“出炉”了。
为设计预处理组件中的“气液分离器”，项目组成员真是费尽心思、绞尽脑汁。有一次在从北京返回的火车上，项目组成员看到售货员在兜售一种手动电筒，立即买了一个进行研究。回所后还设计出了样本。虽然最终设计的气液分离器产品结构和功能与手动电筒毫无关系，但其“无源”动力的设计却为大家打开了思路。
“定量移液器”是预处理组件的另一重要部件，它不仅要求能精确定量，而且必须能够实现一次移取多次转移。为了设计该部件，项目组成员经过数天的思考、争论，最终达成了共识。
凭“空想”，加上验证，再多一点“痴狂”，项目组将组件一件一件“啃”了下来。
材料的特殊生化性能指标是关键，有着“工艺专家”之称的彭正贵为了准确把握材料本身对样品扰动的规律，找到科学的表面处理工艺，前前后后做了近万个实验样品，积累了丰富的分析测试数据，为最终完成合格产品提供了依据。
2010年6月，通过多次攻关、近万件产品的试制，项目组交付的产品通过了十余次地基联试考核均满足技术要求，经过振动、冲击以及快速减压等测试性能优良。2012年5月4日，整套组件通过产品评审，并完成了用于“神舟九号”的产品交付，最终进入了发射升天状态。
特别能战斗、特别能吃苦，特别能奉献。20年助飞路，承载着四十二所航天人太多的辛劳与付出。中国的航天事业迅猛发展，也见证着一代又一代四十二所航天人的智慧与光荣。
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