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“神七”出舱舱门的研制是气闸舱机构研制最重要的攻关点之一——航天员将从这里走向太空。
一个小小的舱门,暗含着很多的“玄机”,更凝聚了研制人员大量的心血和智慧。
门怎么开?——向里,向外;左开,右开;开到多大的角度;航天员穿上航天服后很笨重,他们能否方便自如地开关舱门;在真空、高低温等恶劣条件下,舱门能异常开关?……
研制人员经过大量的实验和讨论,发现:门向外开,虽然不会影响内部的空间,但真空压力会影响门的密封;门向里开,则会最大限度地保证密封性能,是相对安全的选择,但多少会涉及到影响和占用舱内空间的问题;舱门开的角度和舱内空间的配置息息相关,一方面舱门在可达到的空间内尽量开大,保证航天员出舱方便,另一方面也要考虑舱门的位置、角度对别的设备的整体影响,最终舱门开启“100度”成为权衡之下的最佳选择。此外,出于承载和内压的考虑,舱门并不是平的,而是稍呈圆弧状,使舱门受压均匀,但考虑到承载和空间利用的问题,舱门的弧度不能太大,必须确定最佳的弧度值……
与“神六”返回舱舱门不同的是,“神七”舱门在轨打开与关闭的时候处于真空环境,并且所处的温度可能在零下几十度到零上几十度。因此,要最大限度地考虑和模拟在轨真空高低温环境下的开关门,并检测其密封性和开关力的变化,因为这会直接影响到航天员的生命安全。
“神七”的舱门旁边分布着几个压点开关,可别小看了这几个小小的开关,它们关系着航天员的生命,围绕它们的研制也颇费了一番周折。
由于所有的仪器设施都要在真空环境下工作,如何检验它们的可靠性就成了关键的大问题——所有的仪器设施都要在真空罐里模拟真空环境验证、检验,人不能放到真空罐里做开关门的试验,怎么办?问题一个接着一个,研制人员们“兵来将挡,水来土淹”,针对这一情况专门研制了一套像机械臂一样的开关机构,人在真空罐外面控制“机械手臂”来完成航天员要做的解锁、开门、关门、锁门等一系列动作,完美地解决了这个问题。
怎样才能确定舱门关闭严密呢?舱门快速检漏仪应运而生。它像一个反应灵敏的“安全卫士”,通过内部的传感装置,感受到压力和温度的变化,在短短几分钟之内判断出舱门是否关闭完好,并向航天员发送出“舱门关闭好了,可以脱下航天服”这样的确认信息。
有一次,在做可靠性试验时,研制人员发现舱门快检仪在低温失重情况下突然失效了!
研制人员并没有乱了阵脚,大家一致认为,此前在常温常压的情况下是能够顺利工作的,那么这次失效很显然是由于外因改变引起的。按着这个思路,大家分头去寻找问题的根源。结构机构分系统负责人“慧眼”发现问题出在了一个密封圈上。这个密封圈用在舱门快检仪减压阀上,这种减压阀大范围的应用于飞机上,也曾连续应用于神舟四号到六号飞船上,是很成熟的产品。但是,深知在飞船研制上,一切“惯性思维”都要不得——一个小小减压阀上的密封圈出了问题,就难以准确检测出舱门是否泄漏,这将直接影响到航天员出舱活动回来后轨道舱的泄压,对航天员来说是致命的影响。经过反复的观察和研究,认为,神舟六号飞船航天员始终处于舱内运动的状态,也就是说,始终处于常压的环境下,而密封圈在低温下却出现了收缩。问题找到了,研制人员重新调整了舱门快检仪减压阀的尺寸,对其结构也进行了微调,完全解决了这样的一个问题。
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