用自主创新串联中国航天班组

聚精会神、一丝不苟的八院805所对接机构系统班组

六院7103厂25车间机加二组
编者的话
2012年6月29日10时03分,神舟九号返回舱安全着陆、我国首次载人交会对接任务取得圆满成功!举国欢庆之后,许许多多的人心存好奇:究竟是怎样一股神奇的力量,将“神九”推上太空、实现与天宫一号的完美对接,让中国傲笑世界的?几天来,本刊记者在对中国航天科技集团公司许多班组职工的采访中,看到的最醒目的、印象最深的是一条标语:祖国利益高于一切!听到最多的是一个自豪而了不起的声音:我们有一个共同的名字叫“中国航天人”!这条标语和这个声音,落在每个人肩头就化成了一个使命、一种责任,正是这个使命感、责任感,驱使着一个个“中国航天人”去奋斗、去创新,用智慧的巨流拓展通往宇宙的神奇之路。
集团公司总经理马兴瑞对记者说:“今年,是载人航天工程进行的第20年,我们终于看到了神九和天宫一号的成功对接。这个辉煌成就的其中一个支撑点,就是班组,是靠一个个班组团队自主创新、奋勇攻关、拼搏奉献支撑起来的。”
今天,本刊将镶嵌在“神九”强大身躯上的几个班组自主创新的印记,展现给读者,让这个时代、这个社会和更多的人,记住这些为祖国的航天事业默默无闻工作的英雄群体和一个个了不起的平凡人。
一院一部十一室“余梦伦班组”
设计创新:确保火箭准确入轨
在全体火箭发射队员的努力下,CZ-2F Y9火箭如约飞出了一条优美的轨迹,为中国航天画出一道绚丽的彩虹。这道美丽彩虹的火箭轨迹设计者,就是中国航天科技集团公司一院一部十一室“余梦伦班组”的全体员工。
“余梦伦班组”全称“弹道、制导及精度分析工程组”,针对载人航天工程交会对接任务,该班组的主要工作是为火箭设计出最优化的飞行轨迹,并确保火箭沿此轨迹飞行,实现准确入轨,使后续交会对接工作顺利实施。为了确保该项任务的圆满完成,该班组员工们根据T1、Y8火箭飞行试验的遥、外测数据进行了深入的弹道、制导结果分析工作,并结合Y1-Y7火箭的飞行参数,全面评估弹道、制导设计的正确性,验证火箭飞行的可靠性、安全性。专门负责Y9火箭弹道、制导设计工作的常武权、李平岐,认真研究了弹道、制导专业设计理论与工程文件,做到技术问题了然于胸;清查了与Y9火箭相关的技术文件,保证了Y9火箭状态的正确性。在奔赴发射场前,“余梦伦班组”开展了传统的质量“六个一”活动,对二人的工作进行了全面审查和集体把关,余梦伦院士为《精确弹道计算》等核心设计文件进行复核复算。
为确保航天员的安全,大家又反复分析火箭推力下降的影响,在分析过程中发现,在某种极小概率火箭推力下降情况下,按照现有故检逃逸方案,可能存在航天员逃逸失败的隐患。虽然可能性极小但他们也绝不放过,又开始了故障判据和逃逸程序的适应性修改工作,短时间内制定出新的故障判据,并进行了多达4万次的仿真计算,在规定的时间节点前完成了预定的分析任务。
2012年6月16日18时37分,CZ-2F Y9火箭承载着三名航天员,承载着中华民族的希望,拔地而起,沿着“余梦伦班组”设计的轨迹翱翔于漫漫天际……
五院502所三室飞船研制工程组
控制创新:让交会对接尽在掌控
在神舟九号与天宫一号交会对接任务中,飞船研制工程组作为技术总体,承担了神舟九号制导、导航与控制(GNC)系统的总体技术方案设计、地面验证、靶场测试以及飞行控制等任务。在神舟九号的研制阶段,飞船工程组在各级领导和兄弟单位的大力支持下,对神舟九号的自动控制系统和手动控制系统进行了周密考虑和详细设计,完成了控制系统上千个故障模式的测试与验证,对系统关键部件进行了大量外场攻关试验验证,并在飞船AIT阶段进行了1500多小时的加电测试,确保了系统设计的合理性和可靠性;在神舟九号发射前夕,飞船工程组奔赴酒泉卫星发射中心,在靶场完成了飞船系统总装、精测、电测等一系列工作,为神舟九号零缺陷发射奠定了坚实基础;当神舟九号携载三名航天员安静地运行在浩渺太空时,飞船工程组的工作人员参与了神舟九号24小时飞控任务,完美实现了神舟九号飞船轨道调整、自动对接、组合体运行以及撤离返回等一系列控制任务,为神舟九号任务的圆满成功提供了充分保证。
首次载人交会对接任务中最大的难点和风险点是手控交会对接,为了让手动控制系统更优化、更可靠、更易用,飞船工程组不断改进优化系统性能、简化操作步骤、改善操作体验,每一个细节都力求完美,从而使航天员刘旺驾驶的神舟九号与天宫一号对接时正中靶心。
作为神舟九号停靠的港湾,天宫一号在轨稳定运行近9个月,组合体期间,天宫一号
成功稳定地进行了十余天的组合体自动控制,为航天员完成各种空间试验提供了安全、可靠和舒适的操作环境。这与飞船工程组的伙伴工程组——五院502所三研究室天宫组的辛勤工作密不可分,正是由于飞船工程组与天宫工程组的大力协同,才上演了神舟九号与天宫一号实现完美对接的精彩一幕。
七院692厂总装车间二班
工序创新:填补国内量化捆扎空白
中国航天科技集团公司七院692厂二班又名非电系统装配班,是专业从事航天火工品装配的一线班组,在“神舟九号”的配套任务中,该班职工负责栅格翼分离非电传爆系统的研制生产,他们积极配合研发人员攻关克难,取得了新的技术突破,大大提高了航天员救生系统与地面指挥系统的同步性和安全可靠性。
“神舟九号”载人飞船担负着航天员多天飞行任务,其空间环境的质量对航天员安全健康尤为重要,为解决分系统总体针对“神舟九号”空间环境对非电传爆系统工作后产生的CO泄漏量提出的几近苛刻的要求,在时间紧、任务重、要求高的情况下,班长侯波主动请缨,带领组员巧妙构想,对捆扎的工装和方法进行大胆设计与改进,为提升捆扎的质量和效率,保证进度,夜以继日地守在装配现场。经过无数次的操作规律摸索总结,终于摸索出一套捆扎技艺,该捆扎方法装配出的产品,经过各项验证试验,CO泄漏量完全符合技术指标要求,彻底解决泄露超标的问题,保障了产品正常交付,确保了飞船按计划顺利发射。该捆扎工装的设计及方法,也填补了国内量化捆扎的空白。
针对任务执行中抛伞舱盖非电传爆系统装配工艺,班组对8个工序117个工步进行逐条清理,定位每个工步操作者,明确操作方法、工艺状态和记录要求。在关键的灌胶工序,为了确保灌胶前预加热至60多摄氏度后立即灌胶,组员刘波、梁莹等在烘箱内外来回穿梭,进箱、灌胶、出箱、换气,承受烘箱内外巨大的温差折磨,并保持每2个小时一次的频率。圆满完成了发动机点火、火箭级间分离、整流罩分离、船箭分离、逃逸塔分离、返回舱着陆等关键任务,为首次载人交会对接飞行任务的圆满成功做出了突出贡献。
五院529厂精密制造中心“王连友班组”
操作创新:巧用“数控”造天宫
“王连友班组”是以大型金属薄壁壳体和高精密数控加工生产为主的数控加工班,在首次载人交会对接任务中,团队集智创新、攻关,突破了整体壁板结构高速高效加工等多项关键技术,出色完成了“神舟九号”载人飞船返回舱、轨道舱、密封大底、“天宫一号”密封舱体结构、舱门机构和乘员座椅等重要产品的数控加工任务。
载人交会对接是国际公认的技术难点,王连友班组承担的产品与以往相比,结构更加复杂、尺寸精度和密封性能要求更高,技术难度更大。“王连友班组”在班长的带领下,优化数控程序轨迹,解决了设备超行程加工难题;设计特种刀具、运用参数编程手法,简化编程并确保了产品的精度;优化加工流程,做到基准统一,确保了产品位置精度;采用复合加工技术,解决了狭窄区域加工精度要求高的难题。他们从万向关节臂上获得灵感,设计制造出一套专用夹具,顺利解决了组合加工易振颤、易变形的难题。
该班组始终以实现产品“零缺陷”为目标,创新手段、精细管理、精益求精,确保了多项重点型号任务的全面完成。针对天宫一
号实验舱组合加工的难点,他们进行充分预想、甄别、预判,不放过任何一个细节,对加工过程风险进行充分识别,并制定详实的预防措施,形成了质量控制预案;编制细化了工步标准作业指导书,对产品装夹、刀具、程序、参数、防护、标识等诸多细节严格过程控制,最终实现了天宫一号和神舟九号产品“无延时、无返工、无缺陷”的目标。
八院805所对接机构系统班组
机构创新:天外对接潇洒自如
我国首次载人交会对接关键技术对接机构的缔造者,是上海航天技术研究院第805研究所对接机构系统班组,他们在创造了神舟八号与天宫一号的惊世一吻后,今天,又续写了神舟九号与天宫一号再度携手的辉煌。
对接机构研制工作全世界只有美国和俄罗斯完全掌握这项技术,从国外买还是自己做?该班组的集体回答是:自己做!他们立足自我研发和技术创新,通过深入研究、技术攻关,突破了空间环境条件下对接机构的设计技术,建立了对接机构数字样机,逐渐掌握了用数字样机验证、指导设计的先进设计方法,掌握了核心知识产权,拥有30多项发明专利,器件国产率达到99%,实现了中国对接机构的跨越式发展。在对接机构研制的同时,他们还自主攻关研制具有世界领先水平的对接机构整机特性试验台、缓冲试验台、热真空试验台和六自由度综合动力学试验台等大型地面专用试验设备和地面模拟试验系统,并掌握了相应的试验技术。
从神舟九号发射的电视画面中,我们看到的是航天员镇定的表情、娴熟的操作和飞船顺利的对接,这一切,离不开对接流程中这个团队的精心设计。
对接机构系统组全面策划了载人交会对接与无人交会对接的任务差异应对方案,为航天员量身打造了一套感知、认知、体验一体化的培训课程,对航天员进行技术交底。第一,通过讲解让航天员了解产品基本原理及技术状态,使其对产品安全性能充满信心;第二,交待交会对接碰撞过程的速度、噪音以及振动,避免不适感;第三,从神舟九号到天宫一号的通道,采用人体工效学的设计方法,并用软体材料包裹,避免锐角材料割破宇航服;第四,设计人工解锁装置,一旦自动程序不能解锁,航天员可手动分离,安全返回地面。
九院704所多功能数字基带设备研发班组
技术创新:为“神九”会“天宫”架桥
在“神舟9号”首次载人交会对接任务中,多功能数字基带设备研发班组承担了长征二号F运载火箭地面遥测系统和神舟九号飞船地面测控系统中遥测基带和测控基带的研制工作,包括参试地面测控系统2/3以上的测控基带和全部火箭遥测基带设备。用多功能数字基带设备,在天地之间架起一座来往畅通的信息“虹桥”,不仅能够接收解调长征二号F运载火箭、神舟九号飞船和天宫一号目标飞行器的遥测、图像话音信号,包括关键部位图像、飞行器状态、航天员生理参数等重要参数,还能向神舟九号飞船和天宫一号目标飞行器发送遥控指令和话音信号,并能
对其进行高精度的距离和速度测量。这些具有国际领先水平的多功能数字基带设备,已大批量装备在国内外十多个航天地面测控站、遥测站和远望测量船上。
在“我在,我奋斗”的班组精神激励下,班组成员在测控专业技术上不断探索和创新,实现了专业领域的拓展。2007年,成功研制出码率达到1.5Gbps的第三代高码率数传基带,技术指标达到了国际先进水平。目前,已成功研制出2Gbps高速解调器原理样机。2009年,该班组又成功研制出国内第一批深空测控基带设备,经过“嫦娥二号”卫星测控任务的长时间验证,其性能满足任务要求,为我国未来的深空测控任务奠定了坚实的技术基础。
近年来,该班组先后发表了30多篇科技论文,申请专利20余项,荣获国防科学技术进步奖6项,9个项目获得所级以上技术创新及优秀团队奖。
六院7103厂25车间机加二组
管理创新:保神箭冲出阀门奔天宫
中国航天科技集团公司六院7103厂25车间机加二组,承担着以推举“神舟”为代表的长征运载系列火箭发动机能否正常启动、关闭和调姿的关键件——“阀门”的生产,如何顺利打开阀门送“神九”成功上天,成了这段日子里班组人矢志不渝的追求。
神舟九号载人交会对接任务产品质量要求高,技术难度大,生产周期紧,为此,班组特组建3个制造单元、11个零组件加工队,开展40余次生产突击活动,签署64份单项承包书,确保任务的圆满完成。在研制生产最艰巨的攻关时期,班组里开展“吹响集结号”承诺活动,“大干120天”,人均加班280小时以上,共完成任务160余项。
本着“卓越品质金刀刻,金牌质量巧手琢”的质量理念,该班组建立“四查三执行”制度,设立废品、超差品“警示栏”,编写《班组质量启示录》,开展“三检一交量化考核”;每周召开质量分析会,对产品工序、工艺文件、多余物控制、质量状态进行检查;成立六西格玛攻关小组、QC活动小组,解决生产中遇到的质量管理问题。
结合青年职工多的状况,班组里开展了“一精二会三学”、“一帮一”、“一帮多”技能培训活动,制定了师带徒、师兄弟、相邻工位之间相互帮助、提醒方案;开设技师讲堂、周五课堂等。
在交会对接任务中,该班组靠管理创新成功解决技术难题16项。其中优化某壳体以铣代车加工工艺,提高工效5倍以上;攻克关键零件“碟盘”加工难题,生产效率提高一倍以上;自制专用刀具加工某型号阀门毛坯,将过去十几道工序集中成一道工序,工作效率提高了60%。
四院40所空间密封材料研制班组
材料创新:密封材料国际首创
“空间密封材料研制班组”是航天科技集团公司四院40所一个创新能力和攻关能力突出的团队,先后为我国“神舟”系列飞船、舱外航天服、“天宫一号”等航天项目提供了上
万件的高品质产品,保证了历次飞行试验的圆满成功。班组研制领域多年来不断扩展,在“神舟九号”试验任务中,班组有三类产品在飞船和天宫上应用,分别是:“神舟九号”结构密封件、“天宫一号”结构密封件和航天员医监生化监测试验袋组件。
在多年载人航天工程产品的研制中,这个班组潜移默化地形成了“精益求精,铸造精品”的质量文化,“群策群力,集智攻关”的创新文化和“协作协调,继承传承”的团队文化。“一切以载人为准,一切以成功为准”是该班每个人的行为准则。
在“神九”任务前夕,从总体部门传来消息,某舱门密封件试验过程出现性能超差现象,组内立即组织成员进行分析讨论,技术人员星夜赶到试验现场,同设计人员一起查找原因、商讨措施,排除了一切可能存在的隐患,为神九任务的圆满成功做出了贡献;在医监生化监测试验袋攻坚阶段,产品的关键性能——特异性吸附不能满足指标要求,该问题的解决与否关系着项目能否在神九任务中进行。由于项目属国际首创,无任何可借鉴的经验,全体组员放弃了节假日,克服了生活和环境的重重困难,从原材料的选择、配比到试验袋的结构设计、制造,从每步的处理工艺到性能的模拟检测,分工协作,大胆创新,采取独特的组合技术,解决了这一技术难题,为该项目在神九任务的顺利开展和圆满成功奠定了基础。
班组从事的“空间飞行器动密封和静密封材料技术研究”、“舱外航天服用FTB橡胶件的研制”、“固冲发动机绝热材料技术研究”等多项研究成果通过技术鉴定,三项成果获得省部级科学技术进步奖,4项技术获国家专利保护。
班组天地采访报道
班组职工读后
团队精神丢不得
神九飞天,国人欢呼雀跃的,除了那震撼的腾飞之外,还有对一个团队的赞美、膜拜,班组管理需要团队精神。一个车间的流水线作业,缺了哪一环都会让轰鸣的机器骤然停摆。只有每个人都紧紧地把精气神凝聚在一起,把每一个细节环节严丝合缝地衔接在一起,那么一项工作才会有始有终。航天精神是一笔宝贵的财富,其间蕴含着丰富的科学技术创新、班组管理之道、职业道德真谛、工序工艺改进、付出回报认知等哲学理念。就让我们各行各业的班组人汲取航天人丰富的精神营养,为班组的进步、个人的成长而努力吧!
刘佳跃
不创新就没有出路
7月14日,中石油管道四公司山西煤层气CPP415机组认真学习了这8个班组背后的故事,一致认为他们唱响了新时期班组的最强音,大家立志向他们学习。
面对国际航天关键技术垄断封锁、专利费昂贵;国内没有任何可供参考的资料和实物样品的两难境地,805研究所对接机构系统班组立足自我研发和技术创新,掌握了核心知识产权,拥有30多项发明专利,器件国产率达到99%,这太令人敬佩了!技术尖兵牛志勇说:事实证明,不创新就没有出路,我们职工就会丢掉饭碗。
杨明 刘宏宇



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