来源：网络 2012-07-04 关键词：自动化 工业自动化 仪器仪表　　一个国家载人航天技术的发展，是当今各国综合国力的直接体现。今年的“神九”与“天宫”的对接，宇航员进入天宫一号做空间试验，使我国成为全世界第三个拥有此项技术的国家。这是一件足以让全中国人感到自豪的事。而在这次及之前的壮举中，510所成为不可或缺、功勋卓著的排头兵。　　作为甘肃省内唯一从事航天科学的研究所——中国航天科技集团公司五院510所自从东方红一号卫星开始，就一直参与其中。在天宫一号目标飞行器上，承担了五个分系统21类(47台/套)单机研制任务。在神舟九号运输飞船上，510所承担了仪表照明、结构机构、测控通信、热控、环控生保五个分系统30类(40台/套)单机研制任务。　　交会对接部分关键设备为“兰州造”　　自2005年开始，510所承担了神舟八号、天宫一号的研制任务，圆满完成了结构热控船、电性船、鉴定件、正样设备研制、生产工作。此次，神舟九号运输飞船上，510所承担了仪表照明、结构机构、测控通信、热控、环控生保五个分系统30类(40台/套)单机研制任务，与神舟七号相比完全继承类产品5台/套，占单机研制数量的5%;有重大技术更改设备14台/套，占单机研制数量的35%;新研设备21台/套，占单机研制数量的52.5%。　　此次发射的神舟九号与前期的载人飞船相比，对设备的功能、可靠性、技术、环境适应能力要求更高，设备的环境试验条件和设备的环境适应能力提出了较高的要求。神舟九号、天宫一号设备的环境试验条件较神舟七号有较大的提高，环境试验温度从原来的-15℃至50℃提高到了-35℃至70℃，环境试验的时间也成倍增加，因此对设备中使用的元器件及原材料的质量等级有较大的提高，国产元器件的标准等级大幅提高，设备的热设计难度增加。为了达到这些要求，510所对设备中使用的元器件及原材料的质量等级有较大的提高，对以往的一些设备做出了重大技术改革，并且自主研制了不少新的设备。　　仪表设备首次用上彩色液晶显示器　　在510所交付使用的所有产品中，仪表照明分系统产品是最主要的，约占总数的三分之二。从电视转播上看，舱内摄像机镜头中最“露脸”的设备，大部分都是该所研发的产品。“神七”的设计显然不能满足数据信息量和人机交互的要求，仪表设备要求显示更多的数据信息，而且增加了图形显示的要求，人机的交互也是对仪表设备提出的新要求。神舟七号及之前的设计显然已经不满足数据信息量和人机交互的要求。　　为了满足这一变化，神舟九号、天宫一号使用了彩色液晶显示器，替换了神舟七号使用的单色液晶屏，其中应用了FPGA等高端处理器，与原来的液晶屏完全不同，技术难度非常大，这是仪表设备第一次应用。神舟八号综合显示单元、编码指令板、天宫一号综合显示单元、编码单元都采用了液晶屏的设计。　　显示仪表设备为航天员及时、准确地提供了目标飞行器及载人飞船的各类参数信息、事件信息、时间信息以及事件灯窗等的显示，成为载人飞行器中航天员不可或缺的彩色智能终端。　　世界首次使用舱外LED新型照明　　太空没有阳光，环境又很特殊，在太空舱内照明用普通灯肯定就不行。510所科研人员，为了满足太空内的特殊要求，交会对接任务，新增了舱外的大功率LED照明设备，满足交会对接中的照明要求，其照射距离为150米。其中要解决的是LED灯在空间环境中的环境适应性，及大功率灯的散热问题;这种舱外的大功率照明设备也是第一次应用。LED照明设备应用了新材料，新元件、新材料、新器件进行了充分的认证试验，使其符合航天要求，新元件、新材料、新器件进行了紫外辐射、辐照总剂量、原子氧、真空质损、燃烧、真空挥发物等试验。　　由于交会对接灯在飞船舱外工作，势必会受到来自空间特殊环境的影响，主要包括紫外辐照、总剂量辐照以及原子氧辐照。上述空间辐照如果不能进行有效的防护或者减弱，那么将导致交会对接灯性能降低，可靠性无法保证，严重时如果交会对接灯失效，交会对接任务可能就会无法完成。问题的严重性不言而喻，为了解决该难题，研制团队分别从材料、工艺、结构设计等几个方面开展攻关，在经历了一次次的失败，一次次的重来之后，成功的设计出了能够抵御大部分空间辐照的灯体结构以及照明光学系统，并且完美通过了特殊空间环境地面试验。　　神舟九号仪表板结构件及减振器　　仪表与照明分系统是飞船的一个重要分系统，它内部有大量仪器、仪表。如综合单元、综合显示屏、左面板、右面板、编码指令板、语音单元、舱压表、舱外照明电源等许多仪器仪表。这些仪器仪表要求一个结构紧凑，布局合理，强度、刚度高，质量轻的仪表板结构件，为这些仪器仪表提供一个准确、可靠的安全接口，在力学、电学等方面提供必要的工作环境，主仪表板通过四个专门研制的减振器与返回舱相连，使仪表板牢固地固定在返回舱的舱壁上，保证安装在仪表板上的各种仪器仪表能可靠、安全地工作。　　510所为神九设计的仪表板结构件是仪表与照明分系统设备的承重部件，它为分系统显示设备和主要手控设备提供准确、可靠的安装接口和必要的工作环境。仪表板减振器用于仪表板与舱壁连接处的减振。它帮助仪表板上设备适应飞船不同飞行阶段的振动、冲击环境，改善仪表板上设备的工作环境。他们设计的仪表板结构件及减振器产品的特点是重量轻。510所科研人员设计中选择轻质铝合金材料，结构上采用横断面为Π形的骨架，不仅减轻了重量，而且满足刚度和强度，使仪表可以抵御各种意外情况。此外，他们采用金属丝制作的金属橡胶减振器。这种减震器具有较高的阻尼特性和多自由度减振功能的特点，满足仪表设备的力学环境要求，保证了产品的可靠性和使用寿命。(记者孙理实习生张明君)