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精密仪表化身“火眼金睛” 为长征二号F火箭导航指路

我们知道,为人脑捕捉信息的是眼、鼻、耳、口、手等各类感觉器官,而为火箭“大脑”捕捉信息的,就是箭上的各类传感器件。由中国航天科技集团公司九院研制的代表性产品,就是被誉为航天器“眼睛”的惯性器件。
    小型喷雾干燥机火箭从地球到达预定高度,中间要经过大约十分钟的飞行,路程四五百公里,火箭的“大脑”中装着技术人员提前为它设计好的飞行路线。但是在飞行过程中,火箭会受到各种不可控因素的干扰,不可能始终保持在理想轨迹上。是否跑偏了,偏离了多少……这些都需要专门的仪表准确感知并及时报告,完成这个任务的设备叫做导航仪。
    长征二号F火箭的导航采用的是惯性技术,具体的敏感器件叫做“惯性测量组合”,简称“惯组”。惯组被比喻为火箭的“眼睛”是有两个原因的:一方面惯组为火箭时刻紧盯着当前走到哪儿了,另一方面惯组的精密复杂程度和随之带来的脆弱性也像极了人的眼睛。
    作为火箭上最精密的部分,惯性器件在安装上需要走“特殊通道”,享受“VIP待遇”。它们被单独保护、包装,运抵发射场。开箱后再经过一系列的测试,确保在运输途中没有受到影响。临近发射前,惯性器件被装入火箭,进行箭上最后测试,准备发射。一系列的谨小慎微都是为了最大程度保护好精密的惯性器件,保证它的精度不受影响。惯性器件的精密娇嫩与火箭的刚猛暴烈形成鲜明对比,也成为困扰惯组设计师们的心头之痛。要想火箭打得准,必须拆解“精密”与“娇气”这对连体儿,让惯组既灵敏准确,又坚强皮实,经得起火箭运行时的各种恶劣环境,把它修炼成“火眼金睛”。
    九院科研人员首先从设计源头抓起,进行优化改进,他们从热、电磁兼容、防静电、抗力学环境、可测试性、冗余、裕度、长寿命、潜通路、电路容差等方面进行全面分析、激烈论证与大量验证,提升产品的先天能力。接着在生产完成之后,九院科研人员还对产品进行全面的体检和测试,择优上岗,优胜劣汰。
    科研人员分解了火箭飞行过程中惯组会遇到的各种干扰因素,包括发动机燃烧产生的高温和振动、火工品爆炸带来的冲击等,并分别设计出筛查指标,为每套惯组进行严格体检。体检项目包括9个大项,每个大项里又包括一系列的细分小项,这是要在试验前后严格考核产品的功能和性能指标。
    经过这样精心的设计和严格的筛选,惯组被炼成能够从容应对各种情况的“火眼金睛”,最终引导火箭飞得更稳更准。
 




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