中新网9越7日电 题：舱外航天服：打造航天员的“生命盾牌”

　　作者：崔宁 刘澜 李家望 翟卫平 陈安波 高阳

　　完成航天员首次太空行走是“神舟七号”飞行任务中一项重要的内容，这项任务能否顺利完成，舱外航天服是关键。中国航天科技集团公司运载火箭技术研究院、四川航天技术研究院、中国航天时代电子公司等单位在参与舱外航天服的研制工作中，大胆创新、集智攻关，在这个世界上只有少数几个国家掌握的高精尖技术领域，写下了中国航天的名字。

　　运载火箭总装厂

　　打造航天员的生命“盔甲”

　　躯干壳体是舱外航天服的主体，是航天服的装配集成中心，各种设备、仪器都要与之连接，是舱外航天服研制的重中之重，承担这一研制任务的是中国航天科技集团公司运载火箭总装厂。

　　舱外航天服躯干壳体为铝合金薄壁硬体结构，与背包系统装配后共同承受地面运输、上升段的各种载荷，具有压力防护、载荷支撑、密封等功能，是名副其实的航天员的生命“盔甲”。

　　从2006年2月14日接到了任务，到2007年11月25日交付正样第一件产品，再到2008年2月圆满完成舱外航天服躯干壳体研制任务，作为中国最大的运载火箭总装集成企业，运载火箭总装厂临危受命，不断创新，突破传统制造领域和管理模式，用科技实力打造航天员生命的“盔甲”，走出了一条型号研制创新之路。

　　舱外航天服开始研制时，正值中国航天高密度发射第一阶段之前的生产高峰期，运载火箭总装厂科研生产任务非常繁重。该厂确定了创新管理、科学管理的指导思想，不断创新管理手段，以管理促进度，向管理要效率。在首件产品研制过程中，运载火箭总装厂采用了工艺技术准备、工艺试验与产品设计并行；工装设计和产品设计并行；工装设计和工装制造并行的 “三并行”工作方式。将产品设计、工艺设计、生产制造并行组织，统筹管理，有效地解决了时间紧、任务重、人员少的矛盾，顺利实现了两个半月完成首件生产、17个月完成正样产品研制以及模样、初样、正样转阶段的目标。

　　舱外航天服研制在我国尚属首次，没有任何经验可循。躯干壳体更是造型复杂、结构紧凑、形状特异，产品性能和精度要求非常高。运载火箭总装厂知难而进，不断探索，奋勇攻关，先后攻克了躯干薄壳成型、门法兰电子束焊接、压力盔成型、滤波骨架成型、风管成型、焊接变形控制、整体协调工装等7项技术难关。

　　躯干薄壳是一件只有1.5mm的薄壁零件，除了外形特异，还开有5个法兰孔，局部法兰孔甚至为负角度翻边，加工难度极高，常规工艺几乎无法实现。运载火箭总装厂的技术人员在不同厚度、不同材料上反复进行成型和翻边试验，最终用工艺焊缝及定位孔解决了薄壳成型和定位问题；通过数控加工和电火花特种加工相结合的方法，实现了机械加工无法实现的肩法兰整体无缝加工；最后对薄壳进行电磁脉冲校形，使薄壳成型后平面度达到0.8毫米以内。

　　门法兰是躯干壳体的整体装配、焊接基准，同时躯干壳体通过门法兰与背包装配，保证航天服上肢体的密封和协调，因此门法兰的形位尺寸至关重要。门法兰与躯干薄壳的焊接采用高能束电子束焊接。高能束电子束焊接对装配精度要求非常高，要求无间隙焊接。运载火箭总装厂研制人员从工装设计源头抓起，在壳体修配、验核的基础上进行工艺装配、焊接试验，通过5个试验件完善了焊接工装，保证了壳体的装配要求；确定了整体固定、分段焊接的工艺方案，确保了壳体的焊接质量。

　　躯干壳体上共有33个联接法兰和支架，70条焊缝，而且公差要求严格，局部法兰焊后圆度要求0.025毫米，精度达到机械加工级别。由于法兰位置集中，各法兰焊接过程中相互限制，焊接应力相互影响，焊接变形控制难度大。钣金车间和箱体焊接车间的技术人员联手攻关，通过钣金校形、壳体反变形、自制工装、局部装卡等方式解决了装配问题，并通过合理的焊接顺序和分段焊接将焊接变形控制到最小，满足了交付的要求。

　　据统计，运载火箭总装厂在研制过程中共使用工装113项、307套，工艺试验件27项、156件。产品设计指标合格率由模样第一件39.6%达到正样产品95.9%，关键指标100%合格。

　　除躯干壳体外，运载火箭总装厂还完成了航天服舱外头盔、下肢腰法兰、通风流量分配管路等产品的研制生产，为整个航天服的技术攻关和生产做出了突出贡献。

　　航天材料及工艺研究所

　　调节生命温度的小小阀门组件

　　在舱外航天服这个生命保障系统中，放气阀和气液组合插座液路阀是其中两个必不可少的零件。主要是调节航天服的温度，以确保生命保障系统正常可靠工作。放气阀和气液组合插座液路阀都是通过胶粘剂粘接，将聚四氟乙烯塑料与不锈钢粘接在一起，组装成零件。由于聚四氟乙烯表面极性低，与其它材料的粘接性能差，如何保证其与不锈钢的粘接可靠性，并能够在高低温循环过程中不出现脱粘是很大的难题。面对这一严峻考验，航天材料及工艺研究所胶粘剂专业组的科研人员经过数月的艰苦攻关，成功地解决了这一难题。

　　在试验过程中，科研人员首先要解决的是放气阀和气液组合插座液路阀泄漏问题。科研人员积极查阅资料，想办法，采取了组件着色、显微镜下解剖观察方式寻找泄漏原因，最终确定泄漏主要是由于胶粘剂粘接不好，导致不锈钢层与聚四氟乙烯层脱粘所造成的。

　　然而，聚四氟乙烯与不锈钢的粘接在国内外都是一个难题，现在面临的难题是两种材料曲面连接，而且还要承受一定的高低温循环，难度很大。科研人员结合多年的胶粘剂工作经验，确定采取增加金属表面粘接面积，对聚四氟乙烯表面进行处理，采用能耐一定高低温、流动性好的胶粘剂进行粘接的工艺方案。方案确定了，技术人员分工去进行试验，有的进行增大金属表面的粘接面积的研究、有的进行聚四氟乙烯表面处理方法的研究、有的进行胶粘剂的筛选工作。经过大家的共同努力，完成了一批新的试验件，并且全部通过了高低温循环试验的考核。

　　在初次试验大捷后，胶粘剂专业组的科研人员并没有因此停下脚步，大家深知自己研制的产品关系到航天员的生命，绝对不允许出现任何差错。在工艺过程中，金属壳体与聚四氟乙烯粘接固化时边缘有余胶挤出，在清理余胶的过程中可能会对胶层造成微小破坏；吸气管插入需要在侧壁上进行打孔，这样会使胶层受到压力，可能给胶层边界带来缺陷。为了避免这些隐患，做到产品百分之百可靠，他们开始为完善工艺积极攻关，采取放气阀壳体与吸气管一体结构和采用粘接定位工装，避免了机加工打孔和边缘的余胶清理工作。采用新工艺新结构，生产了几个批次的试验件，全部通过考核试验。为确保产品的性能，他们对其考核条件进一步加严，表明产品仍然可以满足使用要求。