“嫦娥三號”巡視器的最終狀態(tài)管控實(shí)踐

王 芳，張旺軍，金 鵬，鞠小薇，吉 龍

（北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部，北京 100094）

0 引言

“嫦娥三號”月球探測器的巡視器（即“玉兔號”月球車）是我國第一個(gè)實(shí)現(xiàn)在月球表面移動(dòng)探測的航天器[1]。自2013年12月14日開始，“嫦娥三號”月球探測器在月面上完成了兩器分離、兩器互拍、月面測試、月面工作、月夜休眠與喚醒等各階段的工作，平臺(tái)性能得到了全面的考核，所有載荷設(shè)備開機(jī)，獲得了大量的科學(xué)探測數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)計(jì)工程目標(biāo)，完成了科學(xué)任務(wù)。

在“嫦娥三號”巡視器的正樣研制過程中，為了確保其最終狀態(tài)符合要求，組織開展了大量產(chǎn)品保證工作，包括最終狀態(tài)的設(shè)計(jì)形成與管控策劃，最終狀態(tài)確認(rèn)要素分解與控制措施的量化，最終狀態(tài)分階段實(shí)施、確認(rèn)，最終狀態(tài)紀(jì)實(shí)等多方面的工作。本文對“嫦娥三號”巡視器最終狀態(tài)管控按照策劃、實(shí)施、確認(rèn)和紀(jì)實(shí)的流程進(jìn)行了剖析、總結(jié)，有助于強(qiáng)化最終狀態(tài)管控工作，可以為未來的航天器最終狀態(tài)管理積累經(jīng)驗(yàn)。

1 “嫦娥三號”巡視器

1.1 巡視器任務(wù)簡介

“嫦娥三號”月球探測器包括著陸器和巡視器2個(gè)部分。“嫦娥三號”巡視器（見圖1）包括移動(dòng)、結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)、綜合電子、GNC、熱控、電源、測控與數(shù)傳、有效載荷等8個(gè)分系統(tǒng)。月晝期間，巡視器在能源、熱控和測控通信等系統(tǒng)的保障下實(shí)現(xiàn)月面巡視探測，利用測月雷達(dá)、紅外成像光譜儀、全景相機(jī)、粒子激發(fā)X射線譜儀開展科學(xué)探測工作；月夜期間，巡視器進(jìn)入月夜休眠模式，利用同位素?zé)嵩矗≧HU）和兩相流體回路的熱控實(shí)現(xiàn)月夜生存[2]。

圖1 “嫦娥三號”巡視器Fig. 1 The Chang’e-3 rover

1.2 研制階段

“嫦娥三號”巡視器的研制歷程可以分為方案、初樣、正樣3個(gè)階段。方案設(shè)計(jì)階段以突破關(guān)鍵技術(shù)、明確設(shè)計(jì)規(guī)范為重點(diǎn)，以確保方案的正確性和可行性為主要目標(biāo)；初樣研制階段以風(fēng)險(xiǎn)識別充分、鑒定驗(yàn)證充分、試驗(yàn)驗(yàn)證充分為重點(diǎn)，以確保技術(shù)見底為主要目標(biāo)；正樣研制階段以把握關(guān)鍵環(huán)節(jié)、全面量化控制、精細(xì)操作實(shí)施為重點(diǎn)，以確保產(chǎn)品可靠、風(fēng)險(xiǎn)可控為主要目標(biāo)。

1.3 技術(shù)特點(diǎn)

“嫦娥三號”巡視器研制在技術(shù)方面的主要難點(diǎn)和特點(diǎn)包括：

1）由環(huán)境帶來的技術(shù)挑戰(zhàn)。巡視器工作所處的月面環(huán)境十分復(fù)雜，著陸的虹灣地區(qū)的月面溫度在-180～+90 ℃之間變化[3]，月表紅外輻射熱流密度與太陽輻照的熱流密度相當(dāng)，給整器散熱面的選擇和艙外設(shè)備的熱控設(shè)計(jì)帶來巨大的困難；由于對月塵的密度、沉降規(guī)律、帶電特性等方面的技術(shù)認(rèn)識不夠[4-6]，對防護(hù)設(shè)計(jì)帶來挑戰(zhàn)，包括各機(jī)構(gòu)的密封設(shè)計(jì)、光學(xué)鏡頭防靜電設(shè)計(jì)、太陽電池板輸出電流及散熱面參數(shù)的選擇等；在巡視器的月面移動(dòng)性能考核中，為了獲得準(zhǔn)確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，必須實(shí)現(xiàn)月壤、月面地形地貌、(1/6)g重力環(huán)境等的月面綜合環(huán)境模擬，具有一定的技術(shù)難度[7]。

2）新技術(shù)、新設(shè)備多。月面巡視器是我國首次研制的地外天體移動(dòng)探測平臺(tái)，新研設(shè)備占比達(dá)80%以上；為完成新的科學(xué)探測項(xiàng)目，配備了全新的載荷設(shè)備，技術(shù)繼承性差。為了保障巡視器的安全高效工作，在地面須開展復(fù)雜約束下的任務(wù)整體規(guī)劃、探測周期規(guī)劃、導(dǎo)航單元規(guī)劃，同時(shí)還需開展大量地面試驗(yàn)驗(yàn)證[8]。

3）工作模式復(fù)雜。巡視器在月面工作過程包括兩器釋放分離、月面測試、月面工作等多個(gè)階段，還要經(jīng)歷月夜、月食等特殊的工作階段。根據(jù)巡視器的任務(wù)過程分析，為巡視器設(shè)計(jì)了感知模式、移動(dòng)模式、探測模式和充電模式，分別承擔(dān)月面環(huán)境感知、月面移動(dòng)、科學(xué)探測以及能源補(bǔ)充等任務(wù)；考慮到任務(wù)實(shí)施過程中可能出現(xiàn)意外或故障，還設(shè)計(jì)了安全模式；針對月面光照條件以及進(jìn)出月夜，設(shè)計(jì)了月晝轉(zhuǎn)月夜模式、休眠模式、月夜轉(zhuǎn)月晝模式。

4）重量、功耗、體積等方面的約束條件十分嚴(yán)格。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)層面，將定向天線、全景相機(jī)、導(dǎo)航相機(jī)所需要的指向功能集成在桅桿上統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)；為了降低能源消耗太陽電池陣的功率輸出采用分時(shí)使用管理。在單機(jī)設(shè)計(jì)層面，采取了電子設(shè)備的集成、機(jī)構(gòu)的輕小型化、統(tǒng)一供電等措施。在單項(xiàng)功能設(shè)計(jì)中，采取二次電源備份、火工解鎖公用指令等手段，盡可能減少資源消耗。在導(dǎo)線及插頭選用、焊點(diǎn)控制等環(huán)節(jié)，更是做到了“克克計(jì)較”，從每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行資源消耗控制。

1.4 管理特點(diǎn)

“嫦娥三號”巡視器研制的進(jìn)度管理、產(chǎn)品保證、風(fēng)險(xiǎn)管控等工作具有以下特點(diǎn)：

1）進(jìn)度緊張。“嫦娥三號”探測器從立項(xiàng)到發(fā)射共計(jì)5年9個(gè)月，研制進(jìn)度分為功能基線、研制基線、生產(chǎn)基線。研制內(nèi)容包括關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)突破，力、熱、電、輻射等工程模型的研制、試驗(yàn)，鑒定件的研制、試驗(yàn)，飛行產(chǎn)品的研制、試驗(yàn)。相關(guān)研制工作量巨大，進(jìn)度十分緊張，給管理帶來很大挑戰(zhàn)。

2）研制關(guān)系復(fù)雜。巡視器研制工作關(guān)系耦合度高，例如結(jié)構(gòu)研制過程中，需要進(jìn)行管路預(yù)埋，然后部裝，再進(jìn)行兩相流體回路組裝，最后完成部裝、精調(diào)。巡視器綜合電子單元的研制由多個(gè)單位分別開展，再進(jìn)行集成、測試。研制模式的復(fù)雜性，對產(chǎn)品形成過程中的工序交接、產(chǎn)品驗(yàn)收、測試項(xiàng)目制定工作的質(zhì)量控制提出了很高的管控要求。

3）研制工作對條件保障建設(shè)依賴性強(qiáng)。由于巡視器必須在地面進(jìn)行充分的驗(yàn)證工作，為此要提前建設(shè)大量的試驗(yàn)設(shè)施，如內(nèi)場、外場、月塵試驗(yàn)設(shè)備、氦流程低溫試驗(yàn)設(shè)備等。

4）產(chǎn)品保證工作復(fù)雜。巡視器產(chǎn)品接口、技術(shù)流程、驗(yàn)證試驗(yàn)的復(fù)雜性，決定了產(chǎn)品保證工作的難度。在研制過程中，須對不同階段的產(chǎn)品保證工作充分地策劃、精密地組織實(shí)施。

5）風(fēng)險(xiǎn)管控難度大。風(fēng)險(xiǎn)主要包括：由對月面復(fù)雜環(huán)境認(rèn)識不充分而導(dǎo)致的殘余風(fēng)險(xiǎn)；系統(tǒng)資源緊張導(dǎo)致的配置風(fēng)險(xiǎn)；由技術(shù)狀態(tài)改變、進(jìn)度推遲、流程調(diào)整等而導(dǎo)致的驗(yàn)證不充分的風(fēng)險(xiǎn)。

2 最終狀態(tài)及確認(rèn)

最終狀態(tài)確認(rèn)是指在運(yùn)載火箭發(fā)射前，對航天器產(chǎn)品達(dá)到的功能特性和物理特性的確認(rèn)，確保其滿足發(fā)射最終要求。最終狀態(tài)確認(rèn)的目標(biāo)是確保整器全部產(chǎn)品過程受控、可追溯[9]。強(qiáng)調(diào)航天器的最終狀態(tài)，是因?yàn)閲鴥?nèi)外都出現(xiàn)了最終狀態(tài)控制不到位的情況。例如美國2001年發(fā)射的TIMED衛(wèi)星，在發(fā)射后被發(fā)現(xiàn)太陽敏感器的角位置偏離了正確位置90°，原因是安裝敏感器的結(jié)構(gòu)板位于通向衛(wèi)星內(nèi)部的主要通道上，在裝配和測試姿態(tài)控制系統(tǒng)時(shí)，為方便工作人員的出入將這塊板暫時(shí)安裝在附近，測試完成后沒有恢復(fù)[10]。

最終狀態(tài)建立是發(fā)生在正樣產(chǎn)品的研制過程中。以“嫦娥三號”巡視器為例，當(dāng)將正樣電子元器件焊接到電路板，結(jié)構(gòu)板中的鋁蜂窩成型，以及流體回路冷凝器的工藝成型時(shí)，正樣產(chǎn)品的最終狀態(tài)就在開始建立；在發(fā)射塔架上安裝了 RHU，且按照發(fā)射狀態(tài)完成繼電器狀態(tài)設(shè)置之后，巡視器的最終狀態(tài)全面形成。最終狀態(tài)的確認(rèn)工作須隨著最終狀態(tài)的形成來開展，確認(rèn)活動(dòng)的安排不能遲于該狀態(tài)的最后可檢時(shí)機(jī)。

系統(tǒng)最終狀態(tài)的確認(rèn)要求：按照表格化文件規(guī)定的內(nèi)容逐項(xiàng)檢查，檢查結(jié)果由總體、產(chǎn)品研制方和實(shí)施方共同確認(rèn)，必要時(shí)由檢驗(yàn)人員拍照紀(jì)實(shí)。

系統(tǒng)最終狀態(tài)管控工作包括最終狀態(tài)的確定、最終狀態(tài)管控策劃、管控措施實(shí)施、最終狀態(tài)紀(jì)實(shí)等，各項(xiàng)工作之間的關(guān)系如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)最終狀態(tài)管控Fig. 2 Management of system final state

3 系統(tǒng)最終狀態(tài)管控策劃

3.1 責(zé)任分工

系統(tǒng)最終狀態(tài)的確認(rèn)由產(chǎn)品保證經(jīng)理、產(chǎn)品保證助理、總體及分系統(tǒng)設(shè)計(jì)師、業(yè)務(wù)秘書共同完成，確認(rèn)流程[11]如圖3所示，具體責(zé)任分工如下：

1）產(chǎn)品保證經(jīng)理負(fù)責(zé)對巡視器最終狀態(tài)的符合性進(jìn)行審查批準(zhǔn)。

2）產(chǎn)品保證助理負(fù)責(zé)策劃并組織實(shí)施最終狀態(tài)確認(rèn)工作；對最終狀態(tài)的符合性、完備性進(jìn)行檢查，提出檢查結(jié)果及意見；收集、整理確認(rèn)簽署表格及過程記錄。

3）總體設(shè)計(jì)師和總體總裝設(shè)計(jì)師負(fù)責(zé)梳理巡視器需要確認(rèn)的狀態(tài)及確認(rèn)時(shí)機(jī)，復(fù)核巡視器所有產(chǎn)品最終狀態(tài)是否滿足系統(tǒng)要求、符合發(fā)射條件。

4）分系統(tǒng)/單機(jī)設(shè)計(jì)師負(fù)責(zé)檢查確認(rèn)所負(fù)責(zé)產(chǎn)品的最終狀態(tài)是否符合要求。

5）業(yè)務(wù)秘書負(fù)責(zé)歸檔確認(rèn)簽署表格及過程記錄。

圖3 系統(tǒng)最終狀態(tài)確認(rèn)流程Fig. 3 Flowchart of system final state confirmation

3.2 確認(rèn)階段劃分

系統(tǒng)最終狀態(tài)確認(rèn)工作從單機(jī)產(chǎn)品交付總體開始，到探測器發(fā)射，確保產(chǎn)品的最終狀態(tài)與設(shè)計(jì)狀態(tài)、驗(yàn)證狀態(tài)的一致性?！版隙鹑枴毖惨暺鞲鶕?jù)其工作流程特點(diǎn)，將系統(tǒng)最終狀態(tài)確認(rèn)工作劃分為出廠前、發(fā)射場合艙前、發(fā)射場合圍欄前、兩器對接前和發(fā)射前5個(gè)主要階段。每個(gè)主要階段的確認(rèn)重點(diǎn)項(xiàng)目如圖4所示。

出廠前最終狀態(tài)確認(rèn)是針對發(fā)射場狀態(tài)不再改變的各級產(chǎn)品，內(nèi)容主要包括對產(chǎn)品的連接、擰緊、點(diǎn)膠等安裝狀態(tài)，電纜的走向、固定、防護(hù)的綁扎狀態(tài)，經(jīng)過系列測試后設(shè)備的電測狀態(tài)等。

進(jìn)場后 4個(gè)階段的最終狀態(tài)確認(rèn)是針對發(fā)射場階段狀態(tài)發(fā)生變化的產(chǎn)品（如單獨(dú)運(yùn)輸?shù)奶栯姵仃嚒⑿铍姵亟M等），同時(shí)還須確認(rèn)出廠前已經(jīng)完成最終狀態(tài)確認(rèn)的設(shè)備經(jīng)過運(yùn)輸后狀態(tài)是否發(fā)生變化。

圖4 巡視器系統(tǒng)最終狀態(tài)確認(rèn)重點(diǎn)項(xiàng)目及階段安排Fig. 4 Major terms and stages of system final state verification of Chang’e-3 rover

可以看到巡視器最終狀態(tài)管控工作具有以下特點(diǎn)：

1）機(jī)構(gòu)種類多樣，管控復(fù)雜。包括機(jī)械臂、天線機(jī)構(gòu)、相機(jī)機(jī)構(gòu)、車輪等，既要確認(rèn)單一機(jī)構(gòu)的狀態(tài)，還要確認(rèn)各機(jī)構(gòu)在整器上的狀態(tài)。須結(jié)合初樣驗(yàn)證情況和正樣產(chǎn)品狀態(tài)，分階段完成最終狀態(tài)確認(rèn)，確保驗(yàn)證到位，滿足使用要求。

2）RHU設(shè)備涉及核輻射的風(fēng)險(xiǎn)，其最終狀態(tài)確認(rèn)很關(guān)鍵，不僅要考慮輻射防護(hù)，還要對確認(rèn)工作流程進(jìn)行優(yōu)化，確保萬無一失。

3）分工協(xié)作單位多，增加了AIT工作的復(fù)雜性，產(chǎn)品的最終狀態(tài)確認(rèn)需要各協(xié)作單位的配合。

3.3 確認(rèn)工作策劃

在初樣階段后期，開始對探測器正樣的狀態(tài)確認(rèn)進(jìn)行策劃，明確狀態(tài)管控、過程控制的思路及具體要求：

1）責(zé)任分解。將技術(shù)狀態(tài)控制要求傳達(dá)到總體、分系統(tǒng)、單機(jī)，明確各工作子項(xiàng)的責(zé)任人和監(jiān)督人，須特別關(guān)注向外協(xié)單位的有效傳遞。

2）意見固化。結(jié)合集團(tuán)公司獨(dú)立評估組專家意見、各項(xiàng)地面驗(yàn)證試驗(yàn)總結(jié)和初樣轉(zhuǎn)正樣階段總結(jié)，進(jìn)一步明確 AIT過程狀態(tài)控制的薄弱環(huán)節(jié)和控制重點(diǎn)。

3）完善措施。針對AIT過程關(guān)鍵環(huán)節(jié)制定控制措施，將關(guān)鍵項(xiàng)目確認(rèn)、強(qiáng)制（關(guān)鍵）檢驗(yàn)點(diǎn)確認(rèn)、地面設(shè)備改造、測試與試驗(yàn)方案完善等工作落實(shí)到正樣研制流程中。

4）量化確認(rèn)。在控制措施落實(shí)的過程中，最大可能地對 AIT過程各控制環(huán)節(jié)的控制參數(shù)提出量化要求，并在實(shí)際操作中進(jìn)行量化確認(rèn)。

在整器的總裝、綜合測試、環(huán)境試驗(yàn)過程中，組織建立系統(tǒng)級的數(shù)據(jù)包，包括對不可測試項(xiàng)目的錄像和照片等記錄、關(guān)鍵控制點(diǎn)的原始記錄、現(xiàn)場技術(shù)問題處理單、各階段狀態(tài)檢查確認(rèn)表、測試數(shù)據(jù)判讀記錄表、質(zhì)量復(fù)查報(bào)告等進(jìn)行收集、匯總和檢查。按階段由產(chǎn)品保證經(jīng)理負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)包內(nèi)容的符合性進(jìn)行確認(rèn)。紀(jì)實(shí)文件最終刻錄成光盤歸檔。

型號發(fā)射前，由發(fā)射場試驗(yàn)隊(duì)對所有裝器產(chǎn)品的最終狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)。由總指揮對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行承諾。

3.4 項(xiàng)目精細(xì)化

通過對巡視器AIT階段技術(shù)流程的具體分析，明確最終狀態(tài)確認(rèn)的具體項(xiàng)目和要求，針對關(guān)鍵環(huán)節(jié)，設(shè)置關(guān)鍵檢驗(yàn)點(diǎn)和強(qiáng)制檢驗(yàn)點(diǎn)，進(jìn)一步提高過程控制的質(zhì)量和可靠性。下面以極性確認(rèn)和 AIT過程拍照為例，詳細(xì)介紹項(xiàng)目細(xì)化措施。

3.4.1 極性確認(rèn)

巡視器的極性確認(rèn)項(xiàng)目涉及所有分系統(tǒng)，分為7類：移動(dòng)及機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)極性及其相應(yīng)角位移傳感器測量極性；敏感器矢量極性；天線的電磁極化極性；火工品、加熱器、熱敏電阻等的對應(yīng)極性；電源裝置的正負(fù)極性；兩相流體回路控制閥控制極性；設(shè)備的機(jī)械安裝極性。

巡視器的極性定義比較復(fù)雜，例如移動(dòng)分系統(tǒng)4個(gè)角輪的極性定義內(nèi)容就包括轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸的定義、車輪正反轉(zhuǎn)的定義、電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)極性的定義、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)極性的定義、電機(jī)換相序列（正序列和反序列）的定義，還需定義旋變的輸出狀態(tài)和處理結(jié)果的極性對應(yīng)關(guān)系。在巡視器研制過程中，一直重視極性的規(guī)定，但是在初樣研制過程中，還是出現(xiàn)過2個(gè)問題。

第一個(gè)問題是，在系統(tǒng)測試時(shí)發(fā)現(xiàn)移動(dòng)分系統(tǒng)電機(jī)零位標(biāo)定過程中，除左側(cè)搖臂標(biāo)定正確外，其他標(biāo)定結(jié)果均顯示錯(cuò)誤。原因是移動(dòng)分系統(tǒng)與綜合電子分系統(tǒng)對“注入標(biāo)定后的旋變值”的理解有歧義，移動(dòng)分系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)為旋變原始值按總體要求經(jīng)過極性處理后的顯示值，而非綜合電子分系統(tǒng)需要的旋變原始值。

第二個(gè)問題是，在鑒定件研制過程中，機(jī)械臂無刷電機(jī)的相序相對于電性產(chǎn)品進(jìn)行了調(diào)整，但未將調(diào)整信息傳遞到綜合電子分系統(tǒng)，導(dǎo)致在綜合電子鑒定件的測試中發(fā)現(xiàn)其與原地面設(shè)備不匹配。

這2個(gè)例子說明，極性定義一定要細(xì)致、明確，尤其是在分系統(tǒng)接口處的極性描述，更要對前提條件、是否進(jìn)行處理等進(jìn)行詳細(xì)說明?？偨Y(jié)初樣階段極性控制的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)后，細(xì)化了管控要求，確保了正樣階段的極性確認(rèn)工作順利實(shí)施。

3.4.2 AIT過程拍照

AIT過程拍照的目的是針對總裝過程中不易量化和判別的檢查項(xiàng)目，或在正常工序完成后無法看到或不易看到（不可檢、不可測）的狀態(tài)，在確認(rèn)符合要求后，以拍照的形式留下客觀證據(jù)。

總裝過程中的要求分為非數(shù)值類和數(shù)值類。非數(shù)值類的要求又可分為3類，包括狀態(tài)確認(rèn)類（如某設(shè)備是否安裝）、感官描述類（如某項(xiàng)操作完成的質(zhì)量）、過程類（如某相機(jī)多層包覆不進(jìn)入相機(jī)視場）。對于數(shù)值類要求，以檢驗(yàn)測量和測試數(shù)據(jù)作為合格依據(jù)。對于非數(shù)值類要求，采用檢驗(yàn)和影像同時(shí)確認(rèn)的方式，其中狀態(tài)確認(rèn)類要求以檢驗(yàn)為主、拍照為輔，重點(diǎn)是正常工序完成后無法看到或不易看到的狀態(tài)；對于感官描述類要求，除需檢驗(yàn)簽字外還必須有照片為證；過程類要求不需要照片證明。

狀態(tài)確認(rèn)類項(xiàng)目的拍照要素或要點(diǎn)細(xì)化為以下8類。

1）表征器表總體狀態(tài)的要素：器表設(shè)備、大部件安裝狀態(tài)；器表電纜走向狀態(tài)；多層鋪裝狀態(tài)；器表連接器狀態(tài)；器表保護(hù)罩狀態(tài)；艙板的開合狀態(tài)。

2）表征艙內(nèi)整體狀態(tài)的要素：艙內(nèi)設(shè)備安裝狀態(tài)；艙內(nèi)電纜走向狀態(tài)（進(jìn)艙、出艙狀態(tài)）；多層實(shí)施狀態(tài)。

3）表征設(shè)備狀態(tài)的要素：設(shè)備代號（無法照到的設(shè)備代號須在設(shè)備旁用白紙謄寫）；R孔位置（特別是對有極性要求的設(shè)備）；緊固件連接狀態(tài)（未全部連接的必須拍照）；電連接器插接情況；接地狀態(tài)；連接件的打保險(xiǎn)狀態(tài)；熱敏電阻、加熱片粘貼情況；保護(hù)罩、保護(hù)插頭情況；多層、貼膜的局部實(shí)施狀態(tài)；表面狀態(tài)（特別是有無凹陷、劃傷、多余物及與周圍硬件的空間間隔）。

4）艙板拍照的要點(diǎn)：表面狀態(tài)（有無凹陷、劃傷、多余物）；OSR表面狀態(tài)；噴漆表面狀態(tài)。

5）電纜拍照的要點(diǎn)：過孔保護(hù)狀態(tài)；電纜束固定點(diǎn)的綁扎、保護(hù)狀態(tài)；過渡電連接器的插接狀態(tài)；打保險(xiǎn)狀態(tài)；松弛余量狀態(tài)。

6）熱敏電阻、加熱片拍照的要點(diǎn)：熱敏電阻、加熱片焊線的絕緣、保護(hù)狀態(tài)及接地狀態(tài)。

7）多層拍照要點(diǎn)：多側(cè)面的平整度；銷釘?shù)膲壕o狀態(tài)；尼龍搭扣的粘貼狀態(tài)；相鄰多層的搭接狀態(tài)；多層邊緣封邊保護(hù)狀態(tài)。

8）合艙過程的拍照要點(diǎn)：臨近合艙完畢時(shí)的硬件（包括設(shè)備、電纜、引線、結(jié)構(gòu)）間的空間距離、間隙。

對拍照工作還制定了管理要求：照片必須進(jìn)行分類編號，分目錄管理；照片必須滿足各類照片的要素要求，數(shù)量不作嚴(yán)格要求，允許多類內(nèi)容集中在一張照片上；照片應(yīng)按階段整理，在大工序交接前，提交總體確認(rèn)并最終存檔；對于正常工序結(jié)束后無法看到或不易看到的狀態(tài)照片，拍照時(shí)應(yīng)由設(shè)計(jì)方到場確認(rèn)。

3.5 措施量化、可操作

最終狀態(tài)檢查、確認(rèn)的措施須盡可能量化，給出每個(gè)指標(biāo)的檢驗(yàn)方法和合格判據(jù)，并形成表格化文件。下面舉例說明其具體做法。

1）不能測力的緊固件

不能測力的緊固件根據(jù)實(shí)際情況采取 2種不同措施：兩器對接時(shí)，車輪下部的緊固件因空間極度狹小而不能測力，需設(shè)計(jì)異形的專用拐撥，由經(jīng)驗(yàn)豐富的鉗工進(jìn)行實(shí)施，采用力矩對比法確保安裝力矩滿足要求；有一定的操作空間但是測力扳手的測力頭較大或長度不足，可通過設(shè)計(jì)專用的測力轉(zhuǎn)接工裝，進(jìn)行測力標(biāo)定后，再對緊固件進(jìn)行測力，測力誤差可以控制在20%以內(nèi)。

2）熱控多層的熱脹冷縮

初樣試驗(yàn)的過程中發(fā)現(xiàn)，由于不同材料的膨脹系數(shù)不同，300 ℃以上的溫差（高低溫環(huán)境）會(huì)導(dǎo)致固定多層的銷釘在低溫下受剪脫落。為此，在正樣階段量化了多層銷釘間距要求，并制定了銷釘間多層收縮余量的定量檢查方法。

受到構(gòu)形空間的約束，巡視器部分器外多層隔熱組件有嚴(yán)格的包絡(luò)限制，例如，+Y、-Y側(cè)板多層隔熱組件與移動(dòng)機(jī)構(gòu)搖臂的間隙只有不到10 mm，存在干涉的可能。為此，在設(shè)計(jì)階段將聚酰亞胺銷釘高度由8 mm減小到7 mm，同時(shí)增加銷釘數(shù)量，以減小多層放氣時(shí)向外的鼓脹；在總裝實(shí)施過程中，拍照確認(rèn)以確保安裝狀態(tài)符合要求；在正樣真空熱試驗(yàn)期間，進(jìn)行了模擬主動(dòng)段整流罩內(nèi)泄壓環(huán)境下的多層鼓脹試驗(yàn)。

在最終狀態(tài)確認(rèn)的過程中，根據(jù)狀態(tài)檢查表要求，發(fā)現(xiàn)粒子激發(fā) X射線譜儀的多層實(shí)施結(jié)果不合適，存在導(dǎo)致多層外表面溫度過高，為此在多層外表面之外覆蓋了一層F46膜。

4 管控工作實(shí)踐

1）敏感器視場遮擋情況確認(rèn)

在正樣構(gòu)形布局階段，對敏感器的視場和相機(jī)視場動(dòng)態(tài)包絡(luò)進(jìn)行了分析，證明周圍的電纜及多層對它們的遮擋影響是可接受的。圖5(a)為避障相機(jī)附近多層實(shí)施后的最終狀態(tài)；圖5(b)為避障相機(jī)對其視場遮擋情況的成像確認(rèn)。

圖5 避障相機(jī)視場遮擋情況確認(rèn)示意圖Fig. 5 Confirmation of view field for hazard avoidance camera

2）運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)干涉情況確認(rèn)

在桅桿、機(jī)械臂上布設(shè)電纜、熱控包覆多層等之后（與正樣狀態(tài)一致），采用巡視器的驗(yàn)證器完成了桅桿、機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)干涉檢查，確定了桅桿、機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)的邊界角度和可能的干涉危險(xiǎn)點(diǎn)。如圖6和圖7所示。

圖6 桅桿干涉檢查Fig. 6 Interference check of mast

圖7 機(jī)械臂干涉檢查Fig. 7 Interference check of mechanical arm

該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)干涉情況除了在研制過程中進(jìn)行檢查外，在出廠前和發(fā)射場多層狀態(tài)確定后還要進(jìn)行檢查。

3）火工品狀態(tài)確認(rèn)

由于火工品裝器后無法進(jìn)行全面測試，因此它一直是最終狀態(tài)控制工作的難點(diǎn)。對其控制內(nèi)容包括：對批次的正確性、機(jī)械臂壓緊用產(chǎn)品的唯一性和火工品序號唯一性進(jìn)行檢查確認(rèn)；要求經(jīng) X光檢驗(yàn)，拍照，明顯標(biāo)識裝藥信息；為避免誤裝，拆下的工藝試驗(yàn)件與上天產(chǎn)品不見面；插接正確性和多余物檢查。圖8為火工裝置的安裝、紀(jì)實(shí)過程。

圖8 火工裝置安裝示意圖Fig. 8 Installation of pyrotechnic device

4）核源安裝狀態(tài)確認(rèn)

巡視器的核源較多，對巡視器正常完成探測任務(wù)，順利渡過月夜至關(guān)重要。為保證安全，在進(jìn)入發(fā)射場前安裝的均為無核的替代件，進(jìn)入發(fā)射場后須進(jìn)行真實(shí)核源的換裝，對最終狀態(tài)的管控提出了很高的要求。發(fā)射場核源換裝的操作流程和工藝全部經(jīng)過多方評審，在發(fā)射場合練和在北京地區(qū)的AIT總裝中進(jìn)行過演練，換裝前，須對核源的表面狀態(tài)、編號進(jìn)行確認(rèn)；換裝過程中，須對核源安裝間隙、緊固件測力情況和點(diǎn)膠情況等最終狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)；換裝后，須通過熱敏電阻的響應(yīng)對安裝最終狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)。

5 結(jié)束語

最終狀態(tài)確認(rèn)工作對于確保航天器飛行試驗(yàn)任務(wù)的成功息息相關(guān)。在研制流程特別是發(fā)射場流程中，應(yīng)將最終狀態(tài)確認(rèn)納入流程進(jìn)行管控。在“嫦娥三號”巡視器的研制過程中，采取了一系列措施開展了最終狀態(tài)確認(rèn)的管理，取得了很好的效果，為確保最終狀態(tài)符合要求發(fā)揮了重要作用。

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