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精密儀表化身“火眼金睛” 為長征二號F火箭導航指路

我們知道,為人腦捕捉信息的是眼、鼻、耳、口、手等各類感覺器官,而為火箭“大腦”捕捉信息的,就是箭上的各類傳感器件。由中國航天科技集團公司九院研制的代表性產品,就是被譽為航天器“眼睛”的慣性器件。
    小型噴霧干燥機火箭從地球到達預定高度,中間要經過大約十分鐘的飛行,路程四五百公里,火箭的“大腦”中裝著技術人員提前為它設計好的飛行路線。但是在飛行過程中,火箭會受到各種不可控因素的干擾,不可能始終保持在理想軌跡上。是否跑偏了,偏離了多少……這些都需要專門的儀表準確感知并及時報告,完成這個任務的設備叫做導航儀。
    長征二號F火箭的導航采用的是慣性技術,具體的敏感器件叫做“慣性測量組合”,簡稱“慣組”。慣組被比喻為火箭的“眼睛”是有兩個原因的:一方面慣組為火箭時刻緊盯著當前走到哪兒了,另一方面慣組的精密復雜程度和隨之帶來的脆弱性也像極了人的眼睛。
    作為火箭上最精密的部分,慣性器件在安裝上需要走“特殊通道”,享受“VIP待遇”。它們被單獨保護、包裝,運抵發射場。開箱后再經過一系列的測試,確保在運輸途中沒有受到影響。臨近發射前,慣性器件被裝入火箭,進行箭上最后測試,準備發射。一系列的謹小慎微都是為了最大程度保護好精密的慣性器件,保證它的精度不受影響。慣性器件的精密嬌嫩與火箭的剛猛暴烈形成鮮明對比,也成為困擾慣組設計師們的心頭之痛。要想火箭打得準,必須拆解“精密”與“嬌氣”這對連體兒,讓慣組既靈敏準確,又堅強皮實,經得起火箭運行時的各種惡劣環境,把它修煉成“火眼金睛”。
    九院科研人員首先從設計源頭抓起,進行優化改進,他們從熱、電磁兼容、防靜電、抗力學環境、可測試性、冗余、裕度、長壽命、潛通路、電路容差等方面進行全面分析、激烈論證與大量驗證,提升產品的先天能力。接著在生產完成之后,九院科研人員還對產品進行全面的體檢和測試,擇優上崗,優勝劣汰。
    科研人員分解了火箭飛行過程中慣組會遇到的各種干擾因素,包括發動機燃燒產生的高溫和振動、火工品爆炸帶來的沖擊等,并分別設計出篩查指標,為每套慣組進行嚴格體檢。體檢項目包括9個大項,每個大項里又包括一系列的細分小項,這是要在試驗前后嚴格考核產品的功能和性能指標。
    經過這樣精心的設計和嚴格的篩選,慣組被煉成能夠從容應對各種情況的“火眼金睛”,最終引導火箭飛得更穩更準。
 




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