他們為“問天”實驗艙打造“空氣凈化器”

7月24日14時22分，海南文昌航天發射場，熾焰飛騰，聲震長空，長征五號B遙三運載火箭托舉空間站“問天”實驗艙一飛沖天，作為中國空間站的首個實驗艙，隨著“問天”實驗艙的“就位”，將為航天員開展太空實驗提供良好的環境。

“漂浮”的空間站為在太空做實驗的航天員提供了一個安全的居所，其不僅設有制氧的設備，還得配備“空氣凈化器”，消除在軌航天員活動所產生的二氧化碳、氨氣、一氧化氮等有害氣體，保證艙內良好的氣體環境。隸屬于中國航天科技集團有限公司七院的四川航天烽火伺服控制技術有限公司，承擔了CO2去除子系統和微量有害氣體去除子系統（簡稱兩個子系統）的總裝集成。

這兩個子系統是環控生保分系統的重要組成部分，安裝在天宮空間站的核心艙和“問天”實驗艙內，用于凈化艙內的氣體環境，是航天員生命安全不可缺少的保障條件。

“剛接到這個任務的時候，我們整個團隊都十分迷茫，因為毫無這類產品的生產經驗，拿著設計圖紙一時不知該如何下手。”2015年4月，烽火特種閥事業部的張金德及其班組接到了空間站兩個子系統裝配調試任務的通知。張金德表示，項目啟動以來，每天一上班，他就緊盯著那僅有的一份初樣圖紙，慢慢琢磨。經過半個月的惡補后，終于制定出了第一份操作規程。同時，他設計、制作了工具工裝30余件，為后續的裝配與調試節省了大量時間。

兩個子系統結構十分緊湊，包含大量異形復雜薄壁管路，管路件的結構緊湊且不規整，在管路件結構優化設計時，還要兼顧零件的實際加工制造誤差及裝配過程的誤差累計。同時，管路件安裝空間跨度大，螺紋孔多平面安裝，尺寸鏈構成復雜，導致在熱處理、加工、焊接等操作后積累誤差大，安裝無法得到有效保證。“產品內的氣體導管在設計時大多選用的是金屬硬管，每多一個管路的安裝都會不斷減少操作空間，給裝配工作帶來了極大難度，也難以保證裝配質量。” 張金德解釋。

任務團隊通過采用尺寸鏈積累誤差預補償技術，在不破壞原有管理布局、性能的前提下，局部采用波紋管替換直管。為了滿足空間站的使用要求，他們幾乎將市面上有的材料全部找到研究了一遍，最終選用了既能抗外壓、耐沖擊力，也具有一定柔性特點的波紋管進行替換驗證，經過上萬次彎折壽命試驗、一百多萬次高壓氣體氣密試驗驗證，這個改進措施最終得到認可。同時，通過DCC尺寸鏈仿真系統平臺針對整個管路安裝孔的尺寸進行誤差預先補償計算，最大化優化空系公差，使得整機復雜管路可以系統高效的快速安裝。

在保證安全的前提下，任務團隊運用實時安全減重虛擬驗證技術，通過自有多物理場耦合虛擬驗證平臺針對兩個子系統進行全維建模，以增性能、提安全、降重量、易維護為優化原則，對整機進行了系統級優化，減輕兩個子系統的重量，降低了研制樣機的加工成本。此次研制任務克服了多項技術瓶頸，突破了11項技術攻關，其中核心技術4項。

此外，四川航天烽火伺服控制技術有限公司還為長征五號B遙三運載火箭伺服機構生產了上百種超5000件的直屬部件和元件。

伺服機構是火箭控制系統的一部分，與火箭發動機一起構成各級推力矢量控制系統。其就像是火箭的“方向盤”，是火箭姿態控制的執行元件，它跟隨電子指令運動，控制搖擺發動機運動，對火箭進行姿態控制，使火箭按照預定軌道飛行。