2022年7月24日，中國(guó)空間站問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙成功發(fā)射。問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙艙體總長(zhǎng)17.88米，直徑4.2米，發(fā)射重量23噸，相關(guān)指標(biāo)比天和核心艙還要高，可謂更“強(qiáng)”更“壯”。制造這樣的“大個(gè)子”，對(duì)中國(guó)航天實(shí)力是極大的考驗(yàn)。

529廠是我國(guó)衛(wèi)星、飛船研制的重要單位，也是空間站艙段結(jié)構(gòu)的主要研制單位，已經(jīng)完成了天和核心艙的研制任務(wù)。建造問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙，挑戰(zhàn)更多、難度更大，工藝技術(shù)人員憑借技術(shù)創(chuàng)新開(kāi)展了頑強(qiáng)的沖鋒，不僅創(chuàng)新突破了工藝瓶頸，研發(fā)了系列關(guān)鍵技術(shù)，保證了問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙按節(jié)點(diǎn)高質(zhì)量交付。

雙筋皆修 ，虛實(shí)結(jié)合

問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙由工作艙、氣閘艙及資源艙三部分組成。其中，氣閘艙肩負(fù)著長(zhǎng)壽命及多種設(shè)備安裝的使命，對(duì)重要承力結(jié)構(gòu)件的要求很高。經(jīng)過(guò)論證，決定采用承力能力更高的內(nèi)外雙筋壁板結(jié)構(gòu)。

與常規(guī)的外置筋壁板不同，內(nèi)外雙筋壁板需要在其內(nèi)圓柱面上增加內(nèi)置筋。這一操作的成形實(shí)施難度很大，而且成形缺陷、成形精度難以控制，稍有不慎即會(huì)出錯(cuò)。

從單筋到雙筋，難度不僅僅是翻倍。外筋在外面，看得見(jiàn)、好操作；內(nèi)筋在圓柱面內(nèi)部，不僅不好操作，還要渾然一體、要求很高。研制人員開(kāi)展了大量論證，進(jìn)行了持續(xù)的數(shù)值仿真和試驗(yàn)驗(yàn)證。經(jīng)過(guò)反復(fù)分析測(cè)試，設(shè)計(jì)了這樣一種模具，先分、再拼，過(guò)程中壓彎、成形。這種模具設(shè)計(jì)過(guò)程中，又出現(xiàn)了新的難題：內(nèi)置筋的壓彎成形軌跡是怎樣的？工藝參數(shù)怎么設(shè)定？……這些問(wèn)題以前從未遇到過(guò)，是必須啃下的硬骨頭。

大家沉著冷靜，開(kāi)展了大量的縝密計(jì)算與論證試驗(yàn)，終于得出了優(yōu)化的壓彎成形軌跡，設(shè)定了合理的成形路徑和壓彎工藝參數(shù)。模具搞出來(lái)了，內(nèi)外雙筋壁板一次精密成形，滿足了設(shè)計(jì)需求。

問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙中的工作艙艙段近10米長(zhǎng)，是我國(guó)目前為止最大的載人密封航天器艙體。為了保證艙外安裝載荷的正常工作，艙外72個(gè)設(shè)備支架的接口精度要求特別高。但正是因?yàn)椤皞€(gè)子大”，艙體結(jié)構(gòu)上的精密接口尺寸受溫度的影響被放大了，導(dǎo)致支架裝調(diào)過(guò)程中測(cè)量誤差大。與此同時(shí)，當(dāng)前大型艙體研制使用的廠房空間大，產(chǎn)品研制周期長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)廠房長(zhǎng)時(shí)間恒定溫度環(huán)境的難度很大。

為此，工藝人員集思廣益，巧妙提出了一種虛擬恒溫測(cè)量方法，依靠數(shù)學(xué)矩陣計(jì)算原理，通過(guò)將大尺寸調(diào)測(cè)轉(zhuǎn)變?yōu)樾》秶珳y(cè)，化繁為簡(jiǎn)、變大為小，得到從“實(shí)際到虛擬”的溫度補(bǔ)償值，從而將易受溫度影響的測(cè)量環(huán)節(jié)可靠且穩(wěn)定，最終保證了支架裝配的高精度，成功為問(wèn)天艙這個(gè)大體格雕琢出一個(gè)身形精準(zhǔn)的外形，順利保證了問(wèn)天艙艙外載荷的高可靠工作。

以柔化剛，隨心而動(dòng)

問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙艙體有一個(gè)為航天員出艙使用的艙門(mén)，艙門(mén)的門(mén)框是由焊接的工藝方式連接的，是典型的空間曲線焊縫，要求焊接變形小、質(zhì)量高，以便于后續(xù)安裝艙門(mén)時(shí)的順暢和航天員在空間站中使用便利。

從平面到空間、從直線變曲線，焊接難度也呈指數(shù)級(jí)增加，對(duì)于此類空間曲線焊縫的焊接，在以往型號(hào)研制過(guò)程中均采用手工的方式來(lái)完成，而問(wèn)天艙產(chǎn)品焊接厚度增加到了5mm，技能人員手工焊接時(shí)需要一層一層地焊，熱量輸入大、產(chǎn)品尺寸不易把握，焊接后的結(jié)構(gòu)應(yīng)力大，無(wú)法滿足空間站長(zhǎng)期在軌運(yùn)行的高可靠要求。

怎么辦？工藝人員反復(fù)研究，只有一條路可走，那就是空間曲線自動(dòng)化焊接。針對(duì)這個(gè)新技術(shù)，工藝人員夜以繼日的攻關(guān)、測(cè)試，設(shè)計(jì)了可柔性變化的焊接工裝，以柔化剛、借力打力，既滿足了自動(dòng)化焊接的功能，又保證了空間曲線軌跡的可靠連接，順利完成了密封艙艙門(mén)門(mén)框的焊接，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求。

問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙的艙壁加熱管路可謂是艙體的太空防護(hù)衣，是貼合艙體內(nèi)壁的溫控層，將確保航天員們?cè)趩?wèn)天艙中一直是適宜的溫度。問(wèn)天艙結(jié)構(gòu)的增大，對(duì)艙壁加熱管路的研制提出了新的挑戰(zhàn)：大空間代表了加熱管路的數(shù)量進(jìn)一步增加，管路布局的整體走向且是空間的三維結(jié)構(gòu)，為此加熱管路截面設(shè)計(jì)成了“Ω形”，類似一個(gè)圓形加一個(gè)平面，其平面與艙體內(nèi)部的曲面要高度地貼合在一起，以利于溫度的靈敏控制。如何實(shí)現(xiàn)有效貼合呢？工藝人員充分發(fā)揮創(chuàng)造力，創(chuàng)新提出了采用“柔性分區(qū)+整體成形”的技術(shù)手段，即以管路三維曲面高精度制造，貼合在問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙艙體的內(nèi)表面上，可謂是“隨形而動(dòng)”，順利保證了艙壁加熱管路的制造需求。

意與形合，質(zhì)量為綱

所謂“意”，指在航天產(chǎn)品的研制過(guò)程中，要時(shí)刻保持如履薄冰、如臨深淵的質(zhì)量意識(shí)，將“風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別到位、技術(shù)狀態(tài)控制”始終放在首位。通過(guò)“意”的內(nèi)化，制定空間站問(wèn)天艙的產(chǎn)品保證計(jì)劃與流程，全面、有序、規(guī)范地開(kāi)展產(chǎn)品保證工作。

所謂“形”，指依據(jù)總體要求，在繼承空間站核心艙產(chǎn)品研制經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，識(shí)別問(wèn)天艙的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)與產(chǎn)品保證要素，制定相應(yīng)的控制措施，建立問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙產(chǎn)品完備的“生產(chǎn)基線”，全面梳理、細(xì)化、量化問(wèn)天艙產(chǎn)品保證控制要素，并納入研制流程實(shí)施。問(wèn)天艙研制過(guò)程中，充分地將預(yù)先驗(yàn)收工作提前進(jìn)行，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，確保產(chǎn)品實(shí)物與技術(shù)要求一致，無(wú)問(wèn)題零疑點(diǎn)高質(zhì)量出廠。

意與形合，體現(xiàn)了航天人追求的近乎完美的嚴(yán)苛質(zhì)量，代表著質(zhì)量要求的產(chǎn)品保證工作，貫穿著問(wèn)天艙產(chǎn)品研制的全過(guò)程；隨著產(chǎn)品保證工作的逐步貫穿、滲透，才將這么復(fù)雜的問(wèn)天艙研制路線清晰地梳理出來(lái)。正是由于研制過(guò)程精密細(xì)致的質(zhì)量保證工作，問(wèn)天艙才得以茁壯成長(zhǎng)，成功實(shí)現(xiàn)了“一次做對(duì)、一次做好，一次成功”！

通過(guò)一系列技術(shù)創(chuàng)新和科學(xué)管理，通過(guò)一次次解決技術(shù)難題，航天人成功研制出了問(wèn)天艙這個(gè)空間站中最強(qiáng)壯的大個(gè)子。未來(lái)的很長(zhǎng)的時(shí)間里，這個(gè)強(qiáng)壯的身影，將會(huì)用優(yōu)異的在軌表現(xiàn)，在太空家園中迎接著來(lái)自地球母親的客人！