艙門快速檢漏儀

儀表板及儀表產(chǎn)品

艙外燈 □圖片由航天510所提供

2022年6月5日10時(shí)44分,，神舟十四號(hào)飛船搭載3名航天員在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功起航,，這也標(biāo)志著我國(guó)的空間站建設(shè)從關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段順利轉(zhuǎn)入在軌建造階段。其核心工作就是迎接“問天”和“夢(mèng)天”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙的對(duì)接任務(wù),，從而全面完成空間站的“T字型”布局,。

這艘肩負(fù)著歷史使命的飛船上，凝聚著來自510所科研人員辛勤的汗水和智慧的結(jié)晶,。在神舟十四號(hào)飛船中,，510所承擔(dān)了結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)、熱控,、測(cè)控,、儀表與照明、環(huán)控生保等5個(gè)重要分系統(tǒng)中共計(jì)43臺(tái)套產(chǎn)品,。這些設(shè)備與飛船在軌正常工作及航天員的生命安全都息息相關(guān),。

艙門快速檢漏儀保障出艙安全

在空間站任務(wù)中,，航天員要從神舟十四號(hào)飛船進(jìn)入到空間站，期間要經(jīng)歷多次穿艙活動(dòng),，都需要打開和關(guān)閉艙門,。維持航天員在艙內(nèi)生存的氣體絕對(duì)不能泄露，艙門是否密封良好具有決定性作用,，因此精準(zhǔn)快速檢測(cè)艙門的密封性至關(guān)重要,。艙門檢漏儀的作用就是檢測(cè)神舟飛船的艙門是否達(dá)到了密封狀態(tài)，它通過內(nèi)部的核心傳感系統(tǒng),，感受壓力和溫度的變化,，在很短的時(shí)間內(nèi)判斷艙門是否關(guān)閉完好，并向航天員提供“艙門已關(guān)好,，可以脫航天服”的指令,。

早期的神舟飛船是整艙加壓，通過檢測(cè)整艙艙壓變化來判斷艙門的密封性,，這種方法雖準(zhǔn)確,、可靠，但缺點(diǎn)是耗時(shí)長(zhǎng),。510所研發(fā)的艙門快速檢漏儀正是在這一背景下進(jìn)行改進(jìn)的,，實(shí)現(xiàn)了對(duì)神舟飛船艙門和對(duì)接面的快速、準(zhǔn)確檢漏,，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域的空白,。目前，艙門快速檢漏儀已經(jīng)成為載人航天器的“必需品”,，為航天員艙內(nèi)活動(dòng)提供堅(jiān)實(shí)的安全保障,，為載人航天器保駕護(hù)航。

艙內(nèi)外照明點(diǎn)亮神舟之路

神舟十四號(hào)載人飛船將會(huì)與空間站實(shí)施交會(huì)對(duì)接,，航天員進(jìn)入空間站生活和工作,。由于空間站在軌飛行會(huì)周期性經(jīng)過地球陰影區(qū)，經(jīng)歷很長(zhǎng)時(shí)間的黑暗,，因此在交會(huì)對(duì)接中照明問題就非常重要,。510所承擔(dān)了載人飛船艙內(nèi)照明設(shè)備和交會(huì)對(duì)接照明設(shè)備研制任務(wù)，不僅為航天員提供了艙內(nèi)工作,、生活照明,，也為載人飛船與空間站在陰影區(qū)的交會(huì)對(duì)接提供了攝像輔助照明。

為了滿足空間復(fù)雜惡劣環(huán)境要求,，神舟十四號(hào)飛船艙內(nèi)照明設(shè)備（近距離泛光照明）和交會(huì)對(duì)接照明設(shè)備（遠(yuǎn)距離透光照明）采用了先進(jìn)的固態(tài)照明光源,。這種光源的優(yōu)點(diǎn)是耐沖擊、抗振動(dòng),、功耗低,、穩(wěn)定性高,，但受限于發(fā)光材料的性能，固態(tài)照明對(duì)高溫環(huán)境和低溫環(huán)境都比較敏感,，為此,，510所研制團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了長(zhǎng)期大量的技術(shù)攻關(guān)，最終解決了溫度問題,。在空間環(huán)境適應(yīng)性的難題上,，為降低紫外輻照、總劑量輻照,、原子氧等空間特殊環(huán)境對(duì)產(chǎn)品壽命及可靠性的影響,，研制團(tuán)隊(duì)先后突破了空間二次光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、在軌抗特殊空間環(huán)境設(shè)計(jì),、敏感器件抗力學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)等技術(shù)難題,。

載人飛船進(jìn)入地球陰影區(qū)時(shí)，航天員在艙內(nèi)仍可以正確判讀儀表數(shù)據(jù),、手動(dòng)開關(guān)指令,，為交會(huì)對(duì)接的成功更添一份保障。

用顯控,、語音,、手控儀表操控飛船

510所作為我國(guó)載人航天器儀表設(shè)備主要承制單位，為我國(guó)神舟系列載人飛船提供了種類豐富的艙內(nèi)顯控,、語音,、手控設(shè)備。

綜合顯示單元和時(shí)間單元作為飛船終端顯示儀表,，為航天員提供飛船運(yùn)行過程中各分系統(tǒng)參數(shù)數(shù)據(jù),、事件、AD采集數(shù)據(jù),、時(shí)間信息等內(nèi)容的顯示,，并配備緊急事件燈窗進(jìn)行輔助顯示。

發(fā)聲單元作為飛船終端語音儀表,，為航天員提供飛船運(yùn)行過程中重要事件和飛行計(jì)劃的提示以及各類報(bào)警信息的語音播報(bào),。

手控左/右面板單元作為飛船手控終端儀表，為航天員提供飛行期間手控控制GNC的專用控制面板,，支持手動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制指令的發(fā)送,。

編碼指令設(shè)備作為飛船終端控制儀表，為航天員提供必要的操縱,、控制飛船的人機(jī)界面，支持手控指令集控制數(shù)據(jù)的輸入,。

手控右艙壁單元和開關(guān)指令板在飛船飛行期間航天員著航天服被束縛狀態(tài)時(shí),，為其提供必要的操控界面,，并具備聲、光反饋功能,。

定位搜救飛船返回艙

神舟飛船在執(zhí)行與空間站交會(huì)對(duì)接任務(wù)后,，返回艙將帶著航天員和下行貨物“回家”，如何能夠快速而準(zhǔn)確的找到返回艙,，直接決定著整個(gè)任務(wù)的成敗和航天員的生命安全,，這就用到了510所研制的國(guó)際救援示位標(biāo)和微波重力水平開關(guān)等產(chǎn)品。

國(guó)際救援示位標(biāo)集定位信息獲取,、數(shù)據(jù)處理,、編碼調(diào)制發(fā)射于一體，具有高定位準(zhǔn)確性,，可實(shí)現(xiàn)緊急狀態(tài)下救援的可靠性和實(shí)效性,。返回艙落地后，國(guó)際救援示位標(biāo)會(huì)發(fā)射無線電信標(biāo)信號(hào),，猶如大海中明亮的燈塔指引著方向,。這種信標(biāo)信號(hào)符合國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)，能夠被岸站遍布世界各地的全球海事衛(wèi)星搜救系統(tǒng)所識(shí)別,，從而確保搜救人員能夠快速找到返回艙,。

510所自主研制的微波重力水平開關(guān)從神舟七號(hào)飛船開始，就成功應(yīng)用到神舟系列飛船和嫦娥探月等各類型號(hào)任務(wù)中,。返回艙的通信天線有兩路,，由于艙體落地后的姿態(tài)是不確定的，為保證通信質(zhì)量,，需要自動(dòng)接通相對(duì)水平面較高的一路天線,，同時(shí)斷開另外一路。比起神舟系列飛船早期使用的,、有可能污染飛船并危害航天員健康的進(jìn)口單刀雙擲汞開關(guān),，微波重力水平開關(guān)采用的是更為先進(jìn)可靠的電控技術(shù)，通過測(cè)量天線敏感軸的重力分量,，來表征天線敏感軸與水平面的夾角,，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換通信天線方向，技術(shù)指標(biāo)和安全性,、可靠性均優(yōu)于進(jìn)口的汞開關(guān),。

儀表板減振器保障儀表設(shè)備穩(wěn)定可靠

儀表板作為飛船儀表設(shè)備的承重部件，它的整體框架式構(gòu)型就如同一個(gè)“家”一樣,，不僅為儀表顯示設(shè)備和主要手控設(shè)備這些“兄弟姐妹”提供獨(dú)立的“私密空間”,，而且為它們提供了準(zhǔn)確可靠的安裝接口。這個(gè)“家”通過四個(gè)金屬橡膠減振器實(shí)現(xiàn)與飛船艙壁的可靠聯(lián)接,，四個(gè)金屬橡膠減振器就像四個(gè)“忠誠(chéng)的軟甲衛(wèi)士”,，結(jié)構(gòu)上既有金屬的固有特性,，又有橡膠的彈性。在飛船發(fā)射,、飛行和返回過程中遇到巨大的振動(dòng),、沖擊等情況時(shí)，能夠?yàn)轱w船上的儀器設(shè)備提供必要的力學(xué)工作環(huán)境,，例如在發(fā)射,、返回過程中保證設(shè)備生存，在飛行過程中改善儀表板上設(shè)備的力學(xué)工作環(huán)境,。

操縱棒是航天員手臂的延長(zhǎng)器

在飛船發(fā)射和返回過程中,，航天員的身體被牢牢束縛在座椅上，身體不能前傾以完成對(duì)儀表板上各設(shè)備的操作,，為解決這一難題,，操縱棒應(yīng)運(yùn)而生。

操縱棒把手是根據(jù)航天員手掌正常抓握狀態(tài)進(jìn)行賦型設(shè)計(jì)的,，外部輪廓曲面完美貼合航天員掌心,，極大滿足航天員操作過程中的舒適度要求。操縱棒桿體設(shè)計(jì)為可無極伸縮式,，航天員可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件在一定范圍內(nèi)任意調(diào)整操縱棒的長(zhǎng)度,。同時(shí)桿體采用高強(qiáng)度碳纖維材料，比強(qiáng)度高,，手感舒適,，外觀光澤，極具美感,。

儀表照明分系統(tǒng)軟件產(chǎn)品提供全方位保障

儀表照明分系統(tǒng)的綜合顯示單元人機(jī)交互設(shè)備和發(fā)聲單元的配套軟件,，通過內(nèi)總線接收并顯示飛船的重要事件信息，向航天員通報(bào)順序飛行事件,、緊急事件,、進(jìn)出站事件等顯示信息和語音提示，并對(duì)特別重要的警示信息進(jìn)行多重語音提示或突出顯示,，以確保航天員在軌期間能快速掌握返回艙內(nèi)外信息,。

儀表照明分系統(tǒng)的手控左面板單元、手控右面板單元,、編碼指令版,、手控右艙壁等設(shè)備配套的軟件產(chǎn)品向航天員提供必要的操作及控制飛船的相關(guān)顯示界面，能夠高可靠,、高實(shí)時(shí)的刷新顯示重要參數(shù),，實(shí)時(shí)響應(yīng)航天員的在軌操作指令，并對(duì)異常狀態(tài)進(jìn)行有效提示。

儀表與照明分系統(tǒng)的軟件產(chǎn)品具備極強(qiáng)的實(shí)時(shí)性和極高的可靠性,，以保證各類故障能夠被及時(shí)發(fā)現(xiàn)并得到妥善處理,，對(duì)故障狀態(tài)既不漏報(bào)、也不錯(cuò)報(bào),，以滿足航天員在軌執(zhí)行任務(wù)期間的各類使用場(chǎng)景，為航天員提供全方位保障,，確保航天員順利執(zhí)行在軌操作,，完成在軌任務(wù)。

神舟十四號(hào)載人飛船發(fā)射成功后,，搭載的航天員將在軌駐留六個(gè)月左右,，會(huì)首次迎來在軌乘組輪換，實(shí)現(xiàn)不間斷有人駐留,。神舟十四號(hào)要配合地面完成三艙組合體,、大小機(jī)械臂等測(cè)試工作；將首次利用氣閘艙實(shí)施出艙活動(dòng),；完成問天,、夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙多個(gè)機(jī)柜的解鎖、安裝等工作,。

在后續(xù)載人航天任務(wù)中,，510所人也將繼續(xù)不辱使命、拼搏向前,，為實(shí)現(xiàn)航天強(qiáng)國(guó)夢(mèng)貢獻(xiàn)自己的智慧力量,。

蘭州日?qǐng)?bào)社全媒體記者 李丹