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创造航天电子新奇迹

发布时间:2020-06-17 发布时间:
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——— 中电科技集团保障“神舟七号”侧记之一

     “神舟之父”戚发轫说:“尽管神七飞船水平在世界上来说不是最好的,但很中国,也就是说完全是我们自主研发的。”航天与电子密不可分,“神舟七号”也同样凝聚了无数“电子人”的智慧与心血。9月28日,“神舟七号”载人航天飞行任务圆满完成。“神舟七号”再次实现我国载人航天工程的新飞跃,“神舟七号”采用的电子技术和电子信息系统、装备及产品,再次经受新的考验,中国电子科技集团公司作为载人飞行任务的副总指挥长单位,作为主要承担“神舟七号”电子任务的“国家队”,发扬“自力更生、创新图强、协同作战、顽强拼搏”的军工电子新精神,再次出色地完成使命,再次创造出新的奇迹。

    精心组织周密部署务求万无一失

    艰巨的任务,崇高的使命。从“神舟一号”到“神舟七号”,载人航天工程不但是对我国航天技术的挑战,更是对我国电子技术的检阅。9月10日,中国电子科技集团公司在北京召开“神舟七号”载人航天飞行任务工作会议,进行临战总动员。会上,集团公司领导传达了胡锦涛总书记、温家宝总理指示精神和中央军委委员、总装备部部长常万全的重要讲话精神。集团公司各“神舟七号”任务承担单位汇报了任务完成情况、设备目前状况和保障服务工作情况。集团公司“神舟七号”任务均按时间节点,保质保量完成,设备运行状况良好。

    自载人航天工程实施以来,集团公司有25个研究所在载人航天工程七大系统中承担了重要任务,负责测控通信系统设备、雷达探测设备、太阳能电池和大量关键元器件的研制任务,设备分布于各基地、指控中心及船、箭、航天服等,参加工程研制的科技人员数量为7700多人,共为工程提供了35套系统、1871台(套)设备、15397只(套)配套元器件、大量应用软件和309公里长的线缆,集团公司利用在航天测控系统和元器件研制生产方面数十年积累的人才和技术优势,为载人航天工程顺利实施作出了重要贡献。“神舟七号”任务是实现我国载人航天第二步战略目标的首次之战和关键之战,标志着我国航天事业进入到一个新的重要发展时期。与前两次载人航天飞行相比,无论是任务的性质还是技术状态,都发生了重大变化,涉及面广、种类繁多,特别是配合工程各大系统的内部联试和综合试验任务非常艰巨,责任十分重大,难度和风险前所未有。

    在执行任务过程中,中国电子科技集团公司党组书记、总经理王志刚多次要求和动员承担“神舟七号”任务各研究所,坚决贯彻执行胡锦涛总书记提出的指示精神,克服一切困难,想尽一切办法,创造一切条件,调动一切可以调动的力量,确保任务的圆满完成。



    图为十四所154雷达

    特事特办,急事急办,集团公司各任务单位均成立了由一把手负责的任务领导小组,抱着“只能成功,不能失败”的信念,以主人翁的姿态干好工作,精心组织、精心安排、有条不紊、扎实有效地开展“神舟七号”的各项科研生产任务。

    载人航天工程是一个非常复杂的大型系统工程。任何一个分系统、设备、软件,甚至一个元器件出现故障,都有可能导致整个任务的失败。集团公司承担的任务覆盖整个载人航天工程各系统,为保证“神舟七号”任务顺利完成,集团公司始终加强统一指挥、统一领导、统一计划、统一行动,从集团公司总部到各参研单位,均实行一把手负责制,统一指挥研制试验工作,责任一级一级落实,指令一级一级传递,工作一级一级细化,从而形成上下一条心、一切行动听指挥,大力协同、相互支持的工作局面,使工程各项工作在组织体系上得到了有效保证。集团公司党组明确把神七任务作为一项政治任务,作为集团公司头等重中之重的任务,为此集团公司进行了多次动员部署,集团公司领导亲自带队,赴各基地调研,检查设备运行情况,还到研制单位检查了解了关键产品技术状态。

    中电科技集团按照上级领导机关的要求,成立了任务领导小组及办公室,组长由各单位主要领导亲自挂帅,同时成立技术保障小组和质量保障小组,明确责任人,牢固树立“质量就是生命”的思想。在确保研发进度时,严谨求实,精益求精,保证技术和产品的先进性、适用性、可靠性和质量。特别是在决战决胜阶段,要求参战各单位做到“五个到位”,即系统设备到位、质量要求到位、保障人员到位、备品备件到位、应急保障方案及人员到位,确保成功。集团公司研制的系统、设备和元器件在测试和联试以及实际运行中均稳定可靠,表现出色。

    中电科技集团五十四所研制的通信测控设备达300多台套,分布于国内外的所有陆上和船上站点。先后组织50多名技术人员,历时两个多月,分赴全国所有站点,对设备进行重点检查维护。四十四所调集精兵强将,成立重点型号攻关小组,在科研攻关过程中实施全过程控制和零缺陷管理,并为重点型号产品铺设绿色通道。十八所不断强化讲质量就是讲政治,保质量就是保成功的观念,努力做到组织指挥零失误,技术操作零差错,产品质量零隐患,设施设备零故障。二十四所为“神舟七号”配套元器件11个品种、298只电路,他们从思想上重视,组织上保障,管理上落实,技术上挖掘,质量上保障。二十六所为“神舟七号”研制生产陶瓷滤波器等元器件近百只,他们实施有效的质量体系,按照新形势下产品质量新需求,将全所的资源和能力集中到提高产品质量的目标上去。十三所在接受“神舟七号”配套产品任务后,立即成立了指挥系统、设计师系统、质量师系统和专项协调管理办公室,把“严、慎、细、实”落到产品生产的每个细节中。在“神舟七号”决战决胜的关键时期,四十一所成立了“神舟七号”领导小组和技术保障小组,根据“神舟七号”动员会议精神和集团公司的要求,对“神舟七号”保障工作做出详细的计划和安排,对内积极开展质量自查工作,切实消除测试仪器在稳定性、可靠性和安全性方面存在的隐患;对外积极开展现场服务保障工作。接到“神舟七号”研制生产任务后,十一所周密部署生产计划,提出“确保成功、打造精品”的目标,科研生产人员按照任务书要求,严格控制产品生产的各个环节,保质保量按时完成了激光合作目标产品的研制生产任务。

    在“神舟七号”任务中,中国电子科技集团公司的主要工作是,负责测控通信系统大多数地面设备的研制;实现从飞船发射、空间运行、飞船回收和航天员出舱行走全时段的测量、跟踪、遥控和全过程不间断图像、话音、数据的传输;负责飞船主副着陆场的搜救信息传输等设备的研制;负责载人航天工程各大系统关键元器件的研制和航天员宇航服所用传感器等关键部件的研制;负责新型中继卫星地面接收系统设备的研制;负责飞船、卫星上电源系统的研制。其中有许多是为“神舟七号”研制的新装备。比如,新研制了中继卫星地面终端站、测距转发站及两艘测量船上的测控通信装备,使得测控覆盖率大大提高。作为“神舟七号”飞船各种信号的传输通道,中国电子科技集团公司为“神舟七号”飞船专门研制了“心电电极帽及引线”、“通信头戴电缆”,以便航天员在太空漫步时,能将航天员的生理信号和语音信号传输到地面。“航天服生理信号电缆”以及大量专为航天工程配套的专用线缆,如同绵延在整个飞船空间的神经与血管,在宇航员与飞船及地面之间连起了一条生命线。再比如,为了缩短搜救时间,最大限度保证航天员生命安全,“神舟七号”着陆场系统把搜救的重点从地面转向了空中。中国电子科技集团公司专门为此研制了机载定向仪,并为应急搜救部队配备了便携式超短波定向仪,以保障返回舱在任意状态下着陆都能够迅速、准确定位。

    为确保参战系统、设备和元器件有效运行,中电科技集团要求各单位加强交付设备的巡检工作,以保证设备工作正常、状态稳定、没有遗留问题;建立周报制度,在决战决胜阶段,改为日报制度,实行零报告制度,并要求各单位制定应急保障预案,将技术保障队伍全部落实到人,随时待命。同时,总经理、主管副总经理带队,组织开展走访用户活动,检查集团公司承担的主要设备工作情况,了解和解决用户新的需求。这些措施,有力地保障了“神舟七号”任务的顺利实施。 [page]

    七大系统配套研制任务圆满完成

    在执行“神舟七号”任务中,电子信息技术发挥着至关重要的作用,可谓“无时不在,无处不在”。随着航天事业的快速发展,电子信息技术在航天工程中所占的比重越来越大,地位越来越重要。航天电子不仅仅是航天工程的重要组成部分,也是航天领域竞争的关键因素。

    在载人航天工程的测控通信系统、着陆场系统、发射场系统指挥控制中心计算机系统、航天员系统、飞船系统、火箭系统、空间应用系统7大系统中,中国电子科技集团公司所属26个单位都承担了重要任务,参加工作的人员数量近8000。

    太空出舱活动是这次“神舟七号”任务的最大亮点,我国自主研制的舱外航天服,经过专家严格评审,各项技术指标完全满足“神舟七号”飞行任务需要。舱外航天服每套重量约120公斤,造价3000万元左右。舱外航天服可为航天员出舱活动提供适当的大气压力、足够的氧气、适宜的温湿度,以保障航天员的生命活动需要;航天服具有足够的强度,能够防止辐射、微流星和空间碎片对航天员的伤害,保证航天员的工作能力;航天服还能提供可靠的工效保障及遥测通信保障等。而舱外航天服这些功能的实现是离不开电子产品和技术的。

    四十四所生产的某型号光电耦合器应用于出舱宇航服内部的电源系统,具有能量供应的功能。四十八所研制的气瓶压力传感器安装在舱外航天服的背包内和挂包内,用于测量服装背包和挂包中高压氧气瓶内的压力变化,为供气子系统及氧气瓶的使用提供依据,确保有足够的高压氧气让航天员遨游太空;服装压力传感器,安装在舱外航天服的背包内,用于测量服装内宇航员的呼吸压力,以保障服装内环境压力满足航天员工作需要和生命安全。四十九所生产的FTH系列产品安装在舱外航天服的背包内,包括液冷服水温传感器、通风温度传感器和水升华器出口水温传感器,用于监测舱外服内相关设备的工作情况。这些器件在系统中运行良好,工作稳定,为航天员实现舱外活动提供了保证。

    中国电子科技集团公司利用在航天测控系统方面50年来积累的人才和技术优势,承担了“神舟七号”的测控通信和运载火箭两大系统的重大电子信息系统任务。许多新设备是根据需求新研制的,涉及海、陆、空,既要确保宇航员出舱执行任务,又要安全返回,是系统规模最大、技术最难、设备最复杂、工作最艰难的一次航天工程任务。

    集团公司对测控通信系统进行了比较大的改造,增加了中继星设备,这是此次“神舟七号”任务的新难点和新考验。中电科技集团公司的九所、十所、十四所、五十四所等8个研究所承担了这次通信测控系统的任务。十所承担了5套船载海基站和3套陆基站的抓总工作及主要设备的研制工作,他们承研的测控通信系统全部设备,目前运行正常,技术状态稳定。五十四所承担载人航天工程4套地面测控站、全部通信系统、1套安全遥控系统、中继星地面接收系统的测控通信系统工作。为保障“神舟七号”任务,系统增加了远望5号和远望6号测量船,并对远望3号船进行了改造,先后完成了设备安装、调试、系统联试、试航、校飞等工作,在“神舟七号”飞船执行任务期间,设备运行稳定可靠,在飞船测控以及伴飞卫星测控过程中发挥了重要作用。由五十五所承担的为“神舟七号”配套的S波段低噪声组件,用于测控通信系统作为接收前端,技术指标和可靠性要求高。三十四所从1994年开始承担神舟载人航天工程地面光通信系统建设,其参与“神舟七号”任务的设备全部处于正常工作状态。“神舟七号”固态高功放改造项目是由二十七所承担的,他们在不到11个月的时间里,提前顺利完成任务,并成功应用于S频段统一测控系统3套机动站和3套固定站。三十九所参加“神舟七号”载人航天飞行的设备共34项,54台(套),并顺利完成各项任务。雷达跟踪测量系统是测控通信系统的重要组成部分,雷达对航天来说,就像眼睛对人一样重要。由十四所研制和改选的多台雷达组成的载人航天工程雷达探测系统,分布在国内及太平洋海域等多个地区,在各个关键位置都发挥了重要作用。

    在“神舟七号”任务中,二十二所主要承担了着陆场系统搜救设备的研制、生产和飞船发射期间的技术保障。他们新研制了机载超短波定向仪、便携式超短波定向仪和主着陆场搜救指挥平台总成等设备,该所所有参试设备分布在主着陆场、副着陆场、海上溅落区和应急着陆区等广大区域。“主着陆场搜救指挥平台”装备在主着陆场的指挥直升机上,集成了超短波通信、卫星通信、导航系统和地理信息系统等,担当起了直接与北京飞行控制中心联系的重任。

    载人飞船从发射升空、到太空遨游直至安全返回地面,都是由地面测控中心计算机系统控制和管理的。十五所主要承担载人航天工程地面支持计算机系统,包括发射场系统中的测发指挥监控系统和测控通信系统中的计算机系统,产品交付使用后,成功执行了“神舟一号”至“神舟七号”飞船试验任务。

    动力保障是飞船系统稳定可靠工作的基础,十八所承担了为“神舟七号”飞船提供源源不断的动力的艰巨任务。从“神舟一号”到“神舟七号”,十八所共为“神舟”飞船生产和提供了7个太阳能电池阵,总共80块太阳能电池板,配套研制了SZ-7飞船电源系统太阳能电池阵、SZ-7飞船微小伴随卫星太阳能电池阵、SZ-7飞船电源分系统母线调理器、地面模拟供电设备、载人飞船姿态控制用太阳角计光电敏感器,各项技术指标均达到了任务书的要求,并做到了一次交验合格率百分之百。二十一所为“神舟七号”飞船配套的两种步进电机用于太阳帆板、定位和飞行舱的环境控制,为保障能源供给、给宇航员提供安全舒适的环境,为完成飞行任务起了重要作用,高精度旋转变压器用于通信天线位置检测,为保证数据准确采集和传输起到关键作用。十三所为“神舟七号”配套产品包括微波集成功能组件、微波混合集成电路、微波单片电路等系列产品共计16种。这些产品被运用到“神舟七号”飞船的返回舱、通信舱、测控系统等关键系统中,保证宇航员与地面的语音联系和其他数据传输,以及一旦飞船没有准确返回指定地点时,提供准确的搜索定位信息,帮助地面人员快速找到飞船。

    在火箭系统中,十所负责外测安全、逃逸指令接收设备及其配套地面模拟、发射场监控设备的研制工作,这是十所从20世纪60年代初承担航天系统任务以来,承担的系统规模最大、技术最难、设备最复杂、任务最重以及工作最艰巨的一项航天系统工程任务,目前该所全部设备运行正常,技术状态稳定。四十四所生产的两种型号光电耦合器,分别在火箭地面测试系统中起多路信号隔离检测作用和信号隔离检测作用。在“神舟七号”任务中,十一所承担的外安系统配套激光合作目标产品,安装在“神舟七号”二号火箭的镶间段上,为指挥中心分析火箭实际运行轨迹与理论设计轨迹之间的差距并进行相应调整提供了精确的数据。 [page]

    创新技术攻克难关确保“神七”成功

    “神舟七号”任务对集团公司来说,不但是在时间、质量、服务、意志方面的较量,更是对技术水平和自主创新能力的考验。在载人航天工程中,中国电子科技集团公司培养造就了一支具有高度政治责任感和使命感的科技人才队伍,一支朝气蓬勃、创新图强的科技人才队伍,一支特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献的科技人才队伍。正是这样一支高素质的表现出色的队伍,攻克了一个又一个技术难关,创造了一个又一个科技奇迹。他们研制的产品有的填补了国内航天电子领域同类设备的空白,有的实现了自主创新能力的跃升。

    对集团公司来说,这次“神舟七号”任务和历次载人航天飞行任务相比,最大的特点就是改造和新研制的设备多。针对航天员出活动行走实况图像传输的特殊需要,集团公司对测探通信系统进行了较大改造,增加了中继卫星地面设备;针对航天员出舱所穿宇航服的需要,研制了新的传感器、光电耦合器;针对新的飞船对电源的需要,改进了太阳能电池;针对信息传输容量增大的需要,对地面指控中心计算机系统和地面光缆传输系统进行了改造。在这些研制工作中,集团公司坚持自主创新,掌握了一大批关键技术,把最新的、水平最高的、成熟可靠的技术用于工程之中,研制出了一批达到国际先进水平、拥有自主知识产权的电子新产品,在“神舟七号”任务中发挥了重要的作用。

    我国新近发射的“天链一号”中继卫星是第一次用于执行“神舟七号”试验任务,被安放在高空监视“神舟七号”飞船。它居高临下,把“神舟七号”接收到的信息转发到地面,大大增加了对飞船管控的覆盖面。卫星场面接收系统由五十四所抓总。在工程研制中,五十四所解决了大量的技术难题,保质保量地完成了研制任务,首次执行任务就一举成功。

    对载人航天工程来说,相控阵多目标测量雷达的作用非常关键。要研制这样的雷达,需要有先进的技术和丰富的经验,我国的载人航天工程专门研制了这种雷达,在测量雷达中应用相控阵技术,这在我国是第一次,不但对十四所,甚至对中国雷达工业和载人航天工程都是一个考验。十四所接到研制任务后,立即组织人力、物力,在研发攻关、设计出图、生产加工、调试联试等各个环节,严格把关、保证质量,同时不断加强、完善各个研制环节的质量控制,最后成功实现雷达技术的新突破。

    在距离“神舟七号”载人航天飞行任务实施不足15个月的时间里,一项旨在有效提高我国航天测控网可靠度的技术攻关项目,研制具有完全自主知识产权的固态高功放设备的艰巨任务光荣地落在二十七所科技人员的肩上。在极为有限的时间内,他们不懈努力、刻苦攻关,依靠自主创新,用更加先进的固态高功放技术模式替换原有的依靠进口且存在着诸多缺点的速调管高功放模式,非常出色地提前完成任务。

    载人航天工程需要配套的元器件品种多、数量少、指标高、难度大,而且每一个元器件都要确保稳定可靠。作为集结了我国电子元器件主要研究力量的中电科技集团,有15个元器件单位为“神舟七号”配套元器件共计172个品种、2972只(套)、线缆59028米。其中,有135个品种已经成功应用于载人航天任务,37个品种为新研制和改进产品。十八所提供的太阳能电池阵,确保飞船在太空中正常工作,其光电转换率和布片系数已达到国际同类产品的先进水平,此次还开发出一种全新的太阳能电池并首次应用于航天领域。在配套产品中,集团公司有15个品种的1151只(套)是为出舱服配套的关键元器件,集团公司提供的传感器、光电耦合器等关键元器件,为此次宇航员的安全,飞行任务的成功,发挥了极其重要的作用。

    四十八所承担了“神舟七号”舱外航天服系统中的两种压力传感器的研制任务,这两项产品的芯片都采用了该所拥有完全自主知识产权的离子束测射镀膜工艺,第三芯片与压力接口采用了全焊接方式,满足了“神舟七号”飞船舱外航天服压力传感器耐高压、耐氧化、不泄露、小体积、高可靠性的要求。 [page]

    锐意进取顽强拼搏谱写动人篇章

    载人航天是一项系统工程,从接受任务那天起,“一切为了祖国”的强烈使命感和责任感,激励着集团公司每一位参与“神舟七号”任务的科研人员,他们书写了一个又一个可歌可泣的感人故事。

    吴亚林,四十九所副总工程师。他承担了舱外航天服、飞船、航天员系统传感器和探测器等24项产品的研制任务。在研制过程中,他求真务实、甘于奉献,注重技术体系建设和年轻队伍培养,经过自主创新,解决了7种产品的安全性和电磁兼容性,以及3种产品的真空环境适应性难题。

    李旭,二十二所第二研究部202室主任,“神舟七号”任务超短波机载定向仪总设计师。为了突破记载定向仪的关键技术,他身先士卒,率领参研技术人员长期奋战在艰苦的野外试验场。凭借着不畏艰难的精神和全体人员的艰苦努力,他和团队终于解决了机载定向仪的水平极化测向难题,掌握了“双向接收”等关键技术,满足了“神舟七号”任务的要求。随后,他带领项目组用不到一个月的时间完成了5套机载定向仪的装备研制任务,并安装在搜救直升机上。为使技术保障工作万无一失,为了保障飞船顺利返回地面,他对人员进行合理的动态管理和调度指挥,交叉开展工作,确保了主、副着陆场、海上溅落区、应急着陆场4个外场同时进行联试的能力。

    魏义学,十二所研究员。为顺利实现“神舟七号”飞船与地面的实时通信,科研人员需要建立中继卫星、地面站组成的完整的链路。其中,Ka波段空间行管是飞船与地面通信链路重要的功能性器件。为打破国外垄断,十二所承担了该项目的研制任务。魏义学找到所领导主动请战,他以争创一流、不畏艰难的拼搏精神,以共产党员的责任感、使命感为动力,凭着一股韧劲、钻劲、拼劲,按科学规律办事,用科学的方法思考和处理问题,忘我工作、无私奉献,认真对待每一个细节,力求军工产品的高品质,在为“神舟七号”工程重要项目的配套中,作出了突出贡献。

    高燕宇,十三所八专业部工程师。他是主要负责JGF004变频功放项目研制的工作人员之一。该项目产品应用于载人飞船返回舱,这个项目一直是国内技术发展的瓶颈。为了解决难题,高燕宇同志频繁出差与有关单位的设计师进行沟通,反复做摸底试验,对问题进行分析,最终完成了任务。而许多人并不知道,他外出工作期间,孩子出生不满10天,他是暂时放下做父亲的责任,去完成“神舟七号”任务的。

    蒋城,四十四所第七研究室副主任。2006年,四十四所成立了某重点工程专项攻关小组,蒋城受命担任了此项目攻关组长。他完成了产品研制方案设计,并在研制过程中,掌握了理论计算、结构设计和原材料等关键技术,还会同有关人员解决了综合精度、耦合工艺等一系列技术难题。样品经用户试用后,用户明确提出一定要满足工程用产品抗电离辐射加固的要求。为了积累第一手资料,蒋城同志亲自带技术人员到某基地进行γ射线的电离辐射试验,由于试验时间长,并且需要在各个剂量点进行在线检测,经常是连续30多个小时不能合眼。在辐射后器件的测试中,为了最大限度地减少辐照器件对其他同事带来的危害,蒋城经常在下班后单独加班进行测试实验。经过不到一年的努力,产品在抗辐射加固方面取得了较大进步,满足了用户实际工作需要。

    在执行“神舟七号”任务中,中国电子科技集团公司的科研人员,不但要面对和解决意想不到的各种技术难题,还要经受恶劣自然环境的考验。面对一道道难关,他们无所畏惧。王志刚说:“少讲名利比成绩,少谈荣誉比贡献,是中国电子科技集团科研人员的真实写照。他们做出了常人难以想象的牺牲,贡献了自己的智慧和才华,在我国航天事业历史上写下了光辉的一笔。他们创造了无愧于历史,无愧于时代,无愧于人民的辉煌业绩,是我们队伍中的杰出代表,是我们航天电子事业的宝贵财富,更是我们伟大祖国的宝贵财富。”

    今天,中国电子科技集团公司的科研人员,用奉献拼搏精神为“神舟七号”创造了奇迹,提供了保障,明天,他们还会用心血和智慧续写“神舟八号”的传奇。

     图为四十九所等离子刻蚀工艺操作

 

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