青出于藍(lán)而勝于藍(lán)——揭秘天宮二號(hào)資源艙的改進(jìn)研制

15日晚，天宮二號(hào)成功發(fā)射，為中秋的夜空增輝添彩。天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室是在天宮一號(hào)備份目標(biāo)飛行器的基礎(chǔ)上改進(jìn)研制而成，采用實(shí)驗(yàn)艙和資源艙兩艙構(gòu)型。中國航天科技集團(tuán)公司上海航天技術(shù)研究院承擔(dān)了天宮二號(hào)資源艙的改進(jìn)研制工作。

資源艙是天宮二號(hào)的“心臟”，不僅能為天宮二號(hào)提供所有的動(dòng)能和電能，航天員維持生命的氧氣也儲(chǔ)存在這里。在天宮一號(hào)資源艙的原有設(shè)備上改進(jìn)研制、升級(jí)換代，為天宮二號(hào)執(zhí)行新任務(wù)提供更加強(qiáng)大的“心臟”，任務(wù)十分艱巨。

“這就像家里的房屋裝修，改裝二手房，比裝修毛坯房遇到的麻煩更多。何況天宮二號(hào)資源艙還是局部改裝，實(shí)現(xiàn)新功能的同時(shí)，不能影響原有功能，需要設(shè)計(jì)師、工藝師、總裝、吊裝、電裝、精測、檢驗(yàn)等各工種全方位配合。”上海航天技術(shù)研究院天宮二號(hào)資源艙機(jī)械總體主任設(shè)計(jì)師歐陽文介紹說。

天宮二號(hào)資源艙總裝設(shè)備近150臺(tái)/套，空間應(yīng)用系統(tǒng)載荷設(shè)備數(shù)量也比天宮一號(hào)增加，在不影響原有設(shè)備安裝狀態(tài)的前提下，只能“見縫插針”地改裝。改裝涉及到在艙體上鉆孔、切削等機(jī)械加工操作。工程技術(shù)人員首先需要把資源艙上的設(shè)備、熱控多層、電纜、管路、報(bào)廢的支架等全部拆除，然后在艙上鉆孔，安裝支架，再把沿用的管路和設(shè)備、電纜、新增的管路和設(shè)備、熱控多層等重新安裝到艙上。

對(duì)正樣產(chǎn)品進(jìn)行如此大規(guī)模的改裝，風(fēng)險(xiǎn)極大。例如，改裝之初，資源艙的內(nèi)外已經(jīng)噴涂了熱控黑漆和白漆，比較脆弱。尤其是白漆，容易脫落、受污染且無法修補(bǔ)，改裝中的鉆孔、切削是否會(huì)對(duì)熱控漆產(chǎn)生影響?如何保護(hù)?大量新增的設(shè)備對(duì)艙體的動(dòng)力學(xué)性能有什么影響?新的布局下的電磁兼容性如何?改裝中的多余物如何控制等，許多風(fēng)險(xiǎn)都是未知。

為了嚴(yán)格控制風(fēng)險(xiǎn)，在正式改裝資源艙之前，上海航天技術(shù)研究院工程技術(shù)人員首先改裝了初樣天宮一號(hào)結(jié)構(gòu)熱控資源艙，進(jìn)行了支架拆除、管路拆除、設(shè)備拆除、單艙振動(dòng)試驗(yàn)、整器力學(xué)試驗(yàn)、EMC試驗(yàn)等共計(jì)20項(xiàng)技術(shù)驗(yàn)證工作，為正式改裝資源艙積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。

在正式改裝的過程中，為了避免各系統(tǒng)間的“打架”，資源艙總裝團(tuán)隊(duì)還制定了周密的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)案及控制措施，并逐一落實(shí)到位。對(duì)安裝十分困難的幾臺(tái)設(shè)備，反復(fù)進(jìn)行操作演練，最終完成了資源艙總裝各項(xiàng)工作，確保了資源艙按期交付。