載人航天專家王曙群 用150萬個數(shù)據(jù) 換一次太空之吻

16年來，王曙群帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)克服了重重困難，攻克了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，練就了“精、新、準(zhǔn)、快”的絕技絕活，帶出了一支技術(shù)過硬的載人航天總裝隊(duì)伍，成長為載人航天工程總裝戰(zhàn)線上的領(lǐng)軍人物。

王曙群，目前國內(nèi)唯一的載人航天對接機(jī)構(gòu)總裝組組長，中國航天最年輕的特級技師。2011年，神八和天宮載著由王曙群帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)親手裝調(diào)的對接機(jī)構(gòu)，在太空上演了一場完美的“太空之咖”表演，使我國成為繼俄羅斯之后第二個掌握對接機(jī)構(gòu)裝調(diào)技術(shù)的國家。

精細(xì)裝調(diào)確保安全

16年來，王曙群帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)克服了重重困難，攻克了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，練就了“精、新、準(zhǔn)、快”的絕技絕活，帶出了一支技術(shù)過硬的載人航天總裝隊(duì)伍，成長為載人航天工程總裝戰(zhàn)線上的領(lǐng)軍人物。

對接鎖系同步性裝調(diào)質(zhì)量決定了航天員能否在太空生存和能否安全返回地面，是交會對接任務(wù)中的重中之重，它的研制難點(diǎn)在于12把柔性傳動的對接鎖如何在2把主動鎖的帶動下，實(shí)現(xiàn)同步傳動。在研制初期，對接鎖系的裝調(diào)最多經(jīng)過3次的分離與密封試驗(yàn)后，分離角速度就無法滿足同步性要求，且數(shù)據(jù)變化毫無規(guī)律可循，成為對接機(jī)構(gòu)研制道路上的攔路虎。

王曙群憑著他豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，仔細(xì)分析傳動路徑上影響同步性的各種因素，通過反復(fù)比對大量試驗(yàn)所取得的數(shù)據(jù)，他首先提出“對接鎖的同步性與锏絲繩的張力和繩輪的轉(zhuǎn)動角度有關(guān)，但與鎖鉤的鉤間距關(guān)系更為密切”的想法。

他制定了多項(xiàng)試驗(yàn)方案，嘗試將每把鎖的銅索緊固螺母每轉(zhuǎn)動1度，測出12把鎖對應(yīng)的鉤間距、鋼絲繩張力和繩輪角度等3個變化量，每度重復(fù)上百次后，獲取一組有效值，在多達(dá)150萬個數(shù)據(jù)中，他提煉出了銅索緊固螺母的旋轉(zhuǎn)角度與鉤間距、銅絲繩張力以及繩輪角度之間的變量關(guān)系，形成了每變化1度的裝調(diào)對應(yīng)關(guān)系表，不僅能使柔性傳動的對接鎖系快速精準(zhǔn)地調(diào)整到同步，也使同步穩(wěn)定性從最初的3次提高至50次以上。

創(chuàng)新思維實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)

對接機(jī)構(gòu)中對接環(huán)的運(yùn)動位置精度是影響交會對接任務(wù)成敗的另一個關(guān)鍵因素。安裝在對接環(huán)上的上支點(diǎn)和安裝在對接框上的下支點(diǎn)形成一個閉環(huán)的自差動回路系統(tǒng)。該回路系統(tǒng)由數(shù)百對齒輪與軸承組成，整個傳動鏈長達(dá)約6m。如此長的傳動鏈，普通的齒輪傳動精度一般最高只能調(diào)整到3mm-5mm，而對接環(huán)在初始位過、對接位置和極限位置的運(yùn)動精度誤差均要求不大于1mm，要求整整提高了5倍。原先反復(fù)調(diào)整，都難以保證對接環(huán)不同位置的精度要求，多次運(yùn)動后重復(fù)精度更低。王曙群通過對整個傳動鏈的仔細(xì)分析，創(chuàng)造性地提出逆向調(diào)整方法一自上而下調(diào)整法。

為此，他設(shè)計了專用裝備，首先將對接環(huán)固定在極限位置，保證其位置精度，再通過調(diào)整傳動鏈上的齒側(cè)間隙，調(diào)整對接環(huán)在對接位置和初始位置的位置精度。通過實(shí)踐，齡正了該方法的可行性和可靠性，大大提高了對接環(huán)的運(yùn)動位置精度，成功實(shí)現(xiàn)神八和天宮在各種姿態(tài)下六自由度方向均能夠?qū)崿F(xiàn)交會對接的目標(biāo)，一舉解決了總裝精度調(diào)整難的問題。該裝調(diào)方法已成功應(yīng)用于風(fēng)云衛(wèi)星系列產(chǎn)品。

系統(tǒng)把握快速準(zhǔn)確

在質(zhì)量問題分析處理方面，王曙群也往往有他獨(dú)到的見解。2011年初，天宮發(fā)射前，對接機(jī)構(gòu)可靠性件在進(jìn)行最后的一項(xiàng)熱真空試驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)對接鎖無法正常解鎖，兩對接機(jī)構(gòu)無法完成分離，該問題驚動了所有研制線上的技術(shù)人員，因?yàn)閱栴}如果不在短期內(nèi)解決，不僅經(jīng)濟(jì)上造成巨大損失，更會直接影響到天宮的發(fā)射計劃。

技術(shù)人員經(jīng)過分析后，列出了所有故障模式，但一時無法判斷問題根本。他們把最熟悉對接機(jī)構(gòu)的王曙群請到了現(xiàn)場，了解故障現(xiàn)象后，王曙群進(jìn)行了系統(tǒng)分析，逐一分析、排除，找出了系統(tǒng)受力最薄弱環(huán)節(jié)，很快將問題定位在鎖驅(qū)動中的一根傳動軸上，認(rèn)為該軸已經(jīng)斷裂，且是由于地面控制設(shè)備驅(qū)動過載造成。后續(xù)通過對產(chǎn)品的分解驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)該軸確已斷裂，回放的地面設(shè)備數(shù)據(jù)，也證實(shí)了試驗(yàn)過程中存在過載現(xiàn)象，問題很快得到了解決，確保了天宮發(fā)射計劃的如期實(shí)現(xiàn)。

王曙群與一般裝調(diào)人員相比，同樣的裝調(diào)任務(wù)，通常別人要一周才能完成的工作，他不到兩天就能全部裝調(diào)到位，效率是別人的三倍多，其訣竅就在于他能在實(shí)踐基礎(chǔ)上，研發(fā)專用裝備。

在對接機(jī)構(gòu)研制過程中，他牽頭研發(fā)了50多臺套專用裝備，使對接機(jī)構(gòu)總裝周期從3個多月縮短至40天。其中最為典型的是絲杠安裝座的三維尺寸裝調(diào)定位工裝。安裝在對接框內(nèi)弧面上的六個絲杠安裝座組成六個下支點(diǎn)，通過調(diào)整墊片來滿足每個下支點(diǎn)的軸向、周向和徑向的三維空間位置尺寸要求，即每個下支點(diǎn)所在圓的半徑、與對接框中心軸的同軸度、六個下支點(diǎn)與對接框面基準(zhǔn)孔的角度以及與對接框面的距離這四項(xiàng)要求必須同時滿足，且裝調(diào)精度要求都在0.01mm以內(nèi)。原先齡手工裝調(diào)過程需要三周左右，采用王曙群研發(fā)的專用裝備裝調(diào)后，僅用一周就能完成，效率整整提高了三倍。正因?yàn)樗粌H操作技能高超，而且具備自主研發(fā)能力，因此，他被大家稱為雙料特級技師，一個智能型技術(shù)工人。

邢大軍據(jù)新華網(wǎng)整理