九院智造 航天電子讓「胖五」更強更壯

2021-01-08 網易新聞

在長徵火箭家族中,長五無疑是真正能扛起大梁的「大哥」,未來它也將扛起中國航天深空探測的重擔。「長五」立項之初,就被賦予了將「嫦五」發射到月球上去的使命。在這份使命的背後,九院各單位發揮著重要作用。

「長五」能夠穩定飛行,離不開771所研製的國內史上最強火箭「大腦」——箭載計算機。它能夠有條不紊地完成箭體參數錄取、飛行軌跡誤差修正以及控制指令輸出等多項複雜的控制任務,確保火箭的穩定飛行。為保證「大腦」健康,其內部還設計了特有的「聽診器」,能夠自動聽診飛行控制軟體運行過程中的各類重要參數,可及時、有效地發現系統中存在的隱患問題,為控制系統的故障定位提供判定依據。

作為長五火箭的關鍵創新技術之一,704所創新的遙測性能增強組合技術大幅提升了遙測系統性能。該技術屬國內首創,能夠在較小的建設成本下,將遙測系統的數據傳輸速率提升數倍,為新一代大型運載火箭專項工程的實施節省了可觀的建設經費。

作為傳感器、變換器產品的主力配套單位,704所為火箭配套了1000餘臺產品,這些產品遍布全箭,清晰準確地感知箭上各個系統和部位各種參數的狀態,用於測試過程中各系統狀態的評判、飛行過程中箭上工作狀況評估、控制和飛行結果分析。

在火箭點火升空進入預定軌道的過程中,704所衛星導航設備發揮了重要作用。應用於控制系統的衛星導航設備,相當於火箭「方向盤」的重要部件,確保火箭入軌精度;為遙測系統配套的衛星導航設備,主要用於火箭飛行中的實時定位報軌,是測量系統的「千裡眼」。該所還配置了火箭遙測地面接收系統,為長五發射前自身載荷設備的工況進行最後一次診斷測試提供可靠的信號接收、數據判讀依據。

為了提高長五火箭相關產品的生產效率及生產質量,704所從高度數位化和高度信息集成的業務流與信息流入手,應用新一代信息採集與管理技術,開展技術創新和流程優化,全方位地提升運行效率。據不完全統計,長五火箭產品印製板的自動化率達82%,定位接收機、數據綜合器、遠置數據綜合單元的生產周期及生產響應時間縮短了一半以上。

13所雷射導航公司為火箭配套的雷射慣組是控制系統關鍵單機,用於火箭制導與姿態控制,為火箭提供航行、位置、姿態、速度等物理信息。時代光電公司為火箭配套了光纖慣組、光纖速率陀螺、加表裝置3類單機。光纖慣組作為雷射慣組的備份,用於火箭的導航與制導,具有測量精度高、可靠性高等優點;光纖速率陀螺用於火箭的姿態控制,具備測量速度快、瞬時精度高等優點;加表裝置用於敏感火箭橫法向瞬時加速度,供控制系統減載使用。

772所為長五遙五提供了11款千餘只國產化集成電路,遍布火箭的所有電子系統,保障了核心關鍵器件的國產化。在火箭的伺服、導航、控制、遙測等多個系統中處處可見該所微處理器、FPGA、1553總線、抗輻射轉換器的身影,這些高可靠國產化核心器件為火箭實時感知飛行姿態、飛行速度、飛行高度等信息並最終精準入軌提供器件級高精度、高速度、高可靠支撐。

539廠為長五遙五火箭測量系統配套了44臺套天饋產品,包括一、二級遙測天線、脈衝應答機天線等。這些功能各異的天線產品,主要分布在火箭儀器艙,實現測量系統的信號發射和接收,為不同的設備做著或收或發的「跑腿」工作。可別小看了這些簡單的工作,沒了它們,整個火箭就沒了「眼睛」、「耳朵」和「嘴」。

289廠主要負責火箭助推段數據採編器的設計研製任務,該廠為火箭配置了4個數據採編器,負責採集助推段分離前火箭飛行過程中的振動、溫度、液壓等環境參數和電性能參數,以及火箭控制系統的數字量參數,將火箭即時的飛行狀態反饋給地面指揮中心,是火箭升往太空路上的第一雙「眼睛」。自2014年該廠數據採編器第一批試樣產品交付以來,均圓滿完成任務。

200廠負責承制火箭控制系統的部分單機、箭上電纜網、地面測發控設備。3種綜合控制器和箭上電纜網作為控制系統的重要單機和「神經網絡」,通過電纜網對各系統按預定時間發出相應時序信號,來實現各級發動機點火、關機控制,以及分離控制功能,確保火箭點火起飛、各級分離等重要動作環節萬無一失。

據了解,200廠在電纜網編制和點膠過程創新採用防水、防潮工藝,確保生產產品適應「三高」環境,避免產品水土不服。同時,該廠為火箭控制系統的地面測發控設備配套了發控轉接組合,在火箭發射任務時,它被指揮控制大廳零號指揮員操控,當發射倒計時到零秒時,指揮員按下點火發射按鈕,將點火信號傳輸給火箭計算機,確保火箭準時點火升空。

165廠為此次任務配套了磁保持繼電器,該繼電器填補了國內外同類型切換功能密封繼電器空白,具備環境指標高、可靠性高等特點,在我國航天多個重要火箭、太空飛行器中成功應用,起到了點火控制、信號傳輸的關鍵作用。

發展航天電子技術,助推航天強國建設。嫦娥五號月球探測任務圓滿完成後,九院這支航天強國建設的主力軍將繼續堅持創新驅動、轉型升級發展戰略,積極投身各項國家重大工程任務,為我國航天事業貢獻力量。

本文來源:大眾新聞 責任編輯: 陳體強_NB6485

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