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神舟七号的航天员身穿我国自行研制的太空服走出船舱。大家看到的航天员出舱所使用的头盔面窗,就是由郑州大学橡塑模具国家工程研究中心的科研人员研制完成的。
日积跬步,志在飞天
接到航天员出舱头盔面窗的研制的任务后,郑州大学模具中心的科研人员十分兴奋。他们原以为完成这项光荣的任务会十分轻松和顺利,然而,当科研人员进行研制时才发现,这个外观看起来似乎与普通头盔面窗没有多大区别的产品,真要设计制造出来并达到要求,其难度之大超出了所有人的预想。
首先是对原材料的要求非常高。太空是一个没有氧气、没有大气压力、极端低温、有强烈电磁辐射和粒子辐射、足以致人于死命的环境,航天员在这样的环境中活动是一个既复杂又危险的过程。为了保证航天员出舱后的生命安全并高效完成观测太空的任务,必须要有先进的技术措施和完善的保障条件,航天服便是关键,其中面窗是热点,不仅要具备防辐射、防紫外线、抗骤冷、抗骤热等功能,而且还必须要确保在恶劣环境下面窗的透明度、光洁度和抗应力应变度。这就对面窗的材料选取和技术性能提出了非常高的要求。
模具中心的科研人员经过反复的材料性能试验,选取了几种原材料,结果在试制过程中,不是在高温注射下产生变形,就是成型后面窗的透视率达不到要求。最后,经过反复的选取和实验,才最终确定了理想的原材料。
原材料的问题解决了,接下来是攻克一系列的技术难题。包括面窗的使用环境、面窗的外观要求、面窗的成型要求、面窗的光学性能要求、面窗的强度要求五大方面,涉及温度、湿度、透明度、光洁度、厚度、压强以及光谱透射率等14个具体技术指标。每一项技术指标都要经过6个方面的严格技术检测,包括最大注射压力、最大锁模力、最大剪切应力、最大剪切速率、平均体收缩和最大翘曲变形量,
最难的是产品的成型和性能要求。成型后的面窗是一个三面尺寸都不一样的非规则半椭球几何形状,厚度仅有2.5毫米,要求表面不准有任何的流痕和斑痕,还要保证透光性和防止光的折射。
要做出这样一个仅有2.5毫米均匀厚度的不规则半椭球状,并确保各项技术指标符合要求,这对模具的结构设计、加工精度、抛光研磨、产品加工过程的控制等都提出了极其严格的要求,其难度之大可想而知。
模具中心的十余位科研人员经过两年多夜以继日的艰苦奋战,采用中心最先进的模具加工和成型技术,历经上百次反复实验,攻克了一道接一道的技术难关,终于在2007年7月研制出了正式样品,并初步通过了总装备部组织专家的验收。
军令状下,无怨无悔
正当大家为终于完成任务击掌相庆的时候,不料,从总装备部反馈回来的一条意见,却给大家的心里蒙上了一层阴影。
原来,在正样分别送往上海、北京、武汉等地的相关科研院所作外围试验的过程中,试验人员通过精密的检验,发现面窗层里出现了极其细微的银纹。按照航天项目的惯例,产品质量必须进行归零,也就是说,一切必须推倒从零重新开始。
“这些细微的瑕疵,虽然不会危及航天员的生命,但却有可能影响航天员对太空的观察效果,事关国家和民族的声誉。我们已向总装立下军令状,要确保彻底解决这一问题!”申长雨给全体科研人员下达了任务,并制定了工作方案。
模具中心的科研人员放弃了假期和双休日,加班加点对数百张设计图从头到尾进行了全方位的复查,就连一根细微的线条都不放过。通过对成型过程中的关键理论问题和技术数据进行反复分析和验算,终于找到了问题的症结,对设计方案进行整改优化,并提出了最佳加工建议。在河南郑工橡塑模具国家工程研究中心有限公司的密切配合下,最终合理解决了在模具设计与制造、产品成型和制品检测中的关键问题。
产品提前半年上交到总装备部,在航天城缝合、组装后,进行了全方位的试验,包括高低温试验、抗冲击试验、抗辐射试验、光线折射试验和耐压试验等,各项性能指标完全满足航天要求,部分指标优于美国和俄罗斯的同类产品。
日积跬步,志在飞天
接到航天员出舱头盔面窗的研制的任务后,郑州大学模具中心的科研人员十分兴奋。他们原以为完成这项光荣的任务会十分轻松和顺利,然而,当科研人员进行研制时才发现,这个外观看起来似乎与普通头盔面窗没有多大区别的产品,真要设计制造出来并达到要求,其难度之大超出了所有人的预想。
首先是对原材料的要求非常高。太空是一个没有氧气、没有大气压力、极端低温、有强烈电磁辐射和粒子辐射、足以致人于死命的环境,航天员在这样的环境中活动是一个既复杂又危险的过程。为了保证航天员出舱后的生命安全并高效完成观测太空的任务,必须要有先进的技术措施和完善的保障条件,航天服便是关键,其中面窗是热点,不仅要具备防辐射、防紫外线、抗骤冷、抗骤热等功能,而且还必须要确保在恶劣环境下面窗的透明度、光洁度和抗应力应变度。这就对面窗的材料选取和技术性能提出了非常高的要求。
模具中心的科研人员经过反复的材料性能试验,选取了几种原材料,结果在试制过程中,不是在高温注射下产生变形,就是成型后面窗的透视率达不到要求。最后,经过反复的选取和实验,才最终确定了理想的原材料。
原材料的问题解决了,接下来是攻克一系列的技术难题。包括面窗的使用环境、面窗的外观要求、面窗的成型要求、面窗的光学性能要求、面窗的强度要求五大方面,涉及温度、湿度、透明度、光洁度、厚度、压强以及光谱透射率等14个具体技术指标。每一项技术指标都要经过6个方面的严格技术检测,包括最大注射压力、最大锁模力、最大剪切应力、最大剪切速率、平均体收缩和最大翘曲变形量,
最难的是产品的成型和性能要求。成型后的面窗是一个三面尺寸都不一样的非规则半椭球几何形状,厚度仅有2.5毫米,要求表面不准有任何的流痕和斑痕,还要保证透光性和防止光的折射。
要做出这样一个仅有2.5毫米均匀厚度的不规则半椭球状,并确保各项技术指标符合要求,这对模具的结构设计、加工精度、抛光研磨、产品加工过程的控制等都提出了极其严格的要求,其难度之大可想而知。
模具中心的十余位科研人员经过两年多夜以继日的艰苦奋战,采用中心最先进的模具加工和成型技术,历经上百次反复实验,攻克了一道接一道的技术难关,终于在2007年7月研制出了正式样品,并初步通过了总装备部组织专家的验收。
军令状下,无怨无悔
正当大家为终于完成任务击掌相庆的时候,不料,从总装备部反馈回来的一条意见,却给大家的心里蒙上了一层阴影。
原来,在正样分别送往上海、北京、武汉等地的相关科研院所作外围试验的过程中,试验人员通过精密的检验,发现面窗层里出现了极其细微的银纹。按照航天项目的惯例,产品质量必须进行归零,也就是说,一切必须推倒从零重新开始。
“这些细微的瑕疵,虽然不会危及航天员的生命,但却有可能影响航天员对太空的观察效果,事关国家和民族的声誉。我们已向总装立下军令状,要确保彻底解决这一问题!”申长雨给全体科研人员下达了任务,并制定了工作方案。
模具中心的科研人员放弃了假期和双休日,加班加点对数百张设计图从头到尾进行了全方位的复查,就连一根细微的线条都不放过。通过对成型过程中的关键理论问题和技术数据进行反复分析和验算,终于找到了问题的症结,对设计方案进行整改优化,并提出了最佳加工建议。在河南郑工橡塑模具国家工程研究中心有限公司的密切配合下,最终合理解决了在模具设计与制造、产品成型和制品检测中的关键问题。
产品提前半年上交到总装备部,在航天城缝合、组装后,进行了全方位的试验,包括高低温试验、抗冲击试验、抗辐射试验、光线折射试验和耐压试验等,各项性能指标完全满足航天要求,部分指标优于美国和俄罗斯的同类产品。