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中国“制衣匠”打造“飞天战袍”

信息来源:中国纺织经济信息网    发布日期:2021-09-08   

  8月20日,随着神舟十二号航天员乘组最后一次出舱任务的完成。聂海胜、刘伯明两人身着我国自主研制的新一代“飞天”舱外航天服,在太空中格外醒目。

  这些比黄金还贵重的舱外航天服,被称为航天员的“飞天战袍”。其最大作用就是保障航天员生命安全,同时便于太空工作。早期的航天服只能在飞船内使用,防止舱内失压造成航天员缺氧窒息,后期研制的舱外航天服,可供航天员岀舱活动,也称为拟人“飞船”。

  中国航天员科研训练中心航天服工程研究室主任、载人航天工程航天员系统副总设计师张万欣告诉记者,相比实现我国航天员首次太空出舱的神舟七号任务,空间站任务中的航天员要进行更长时间的舱外操作,对舱外航天服的性能提出的要求更高。关键时刻,它们就是航天员的保命“铠甲”。

  装配一套航天服最快需近4个月

  在中国航天员中心研发与总装测试部服装车间,有一群手法老练的“制衣匠”,就是他们打造了属于中国的“飞天战袍”。缝纫组组长杨金兴介绍,舱外航天服的软结构,包括上肢、下肢和手套,从里到外是舒适层、备气密层、主气密层、限制层和热防护层等,既能抵抗太空风险,又能穿着舒适、行动灵活,重而不笨。

  “舱外航天服重达120公斤,但穿脱非常方便,经过专业训练,5分钟内就可以完成穿脱。”张万欣说,航天员准备就绪后,只要从服装背后的背包门进去,关好并锁紧背包门就表示穿着完毕。

  杨金兴透露,仅做一副舱内航天服的上肢限制层,就需要130多个小时,做一副舱外航天服的下肢限制层,需要260多个小时,而装配一套舱外航天服,需要近4个月,而这已经是他们的最快速度了。

  以打结为例,因为结点是多条线的交错处,特别硬,就要用簪子扎孔、穿针,再用镊子把针拽出,光打结就有3道工序,一套舱内航天服上肢,有76处孔需要打结,仅这个活就得干上两三天。

  必须用手工吗?能不能用设备替代呢?车间主任李杨告诉记者:“从目前的技术能力看,还真不行。毕竟,没有任何一个机械比手更灵活。”

  张万欣说,我国“飞天”舱外航天服目前在轨操作的可达域、精细度、灵活性等方面都有所提高,比如手套的灵活度,可以达到“最小抓握直径5毫米”的程度。

  手一抖可能导致整个材料报废

  航天员在舱外活动时会产生热量,需要穿上给身体降温的液冷服。

  液冷服由弹性材料制成,全身上下都是细密的小孔,供42根液冷管路线均匀穿过,每两孔间穿1厘米的线,全身上下铺设100米左右,就要穿两万个孔,尤其是头部的蛇形分布线路,要穿出个太极图。

  “没有极大的耐心,是无法完成这么细致的活儿的。”负责粘胶的李琴萍告诉记者,舱内航天服气密层是橡胶材质,靠粘胶拼接而成。

  在真空中,有这样一个现象:人体血液中的氮气,会变成气体,造成减压病。因此,研制人员必须给航天服加压充气,否则就会因体内外的压差悬殊,而造成生命危险。

  这对航天服的气密性要求极为严苛。

  李琴萍先要用验光机,仔细比对气密层的橡胶材料,看是否有瑕疵,再清洗、晾干,然后用砂纸,小心打磨粘胶部分。

  最难的是用剪刀把橡胶材料剪成一个个服装裁片,稍微不小心,剪出一丢丢豁口或毛刺,一刷胶就会造成大片断裂。

  “眼睛看着剪刀尖往前走,刀刃卡在线中间的位置。”这是李琴萍总结出的经验。

  车间的林波师傅,负责舱外航天服气密层的刷胶,更是“压力山大”。刷胶也不是简单地刷,要观察温湿度、刷胶时间、薄厚度要适量均匀。

  “刷完晾,晾完刷,要反复刷上几遍。”林波说。刷胶时,他生怕手抖,手一抖造成的失误,不仅会导致整个材料报废,还会延误工期。

  粘胶组组长莫让江说,舱外航天服气密层的材料表面非常光滑,粘胶前必须涂上一层表面处理剂,稍微处理不当,表面就有可能造成损伤。有时,肉眼看不见这些特别小的损伤,到后期加工完再充压测试,就为时已晚。

  张万欣说,经过进一步研制,如今的“飞天”舱外航天服,在功能上已相当于一个微型的载人航天器,在使用寿命上,自主工作时间可达8个小时。

  一粒浮尘都有可能酿成大祸

  舱外航天服有个金属结构的“硬躯干”,外形像一个铠甲,背后挂有保障生命的通风供氧装置。这套结构光单机产品有100来个,由30多个外协单位分别生产,最后从五湖四海聚集到舱外航天服系统集成总装车间装配。

  这更是考验研制人员的技术和耐心。

  金属“硬躯干”上,有1000多个米粒大的小孔,以及配套各种不同规格的螺丝。组长岳跃庆带着组员,用镊子夹着酒精棉,一点点仔细擦拭,再用放大镜检查是否彻底擦洗干净。

  “整个过程暗藏凶险,一粒浮尘都有可能酿成大祸。”岳跃庆说。

  碰到毛刺,岳跃庆就变身“整形医生”,要给金属表面做“磨皮”手术。手术刀、止血钳、手术剪,应有尽有。

  多年来,岳跃庆练就了“好手功”。他说,哪怕是0.1毫米的细微毛刺,都能摸出来。

  舱外航天服的背包门,被称为航天员的“生命之门”。

  在太空环境下,背包门如果密封不严,将直接威胁航天员的生命。

  岳跃庆说,背包门的插销座和插销门各有4组,插销座和插销门合上时,要天衣无缝。

  为此,他们用卡尺一点点地量,精度精确到几十微米。最终,他们用极精准的工艺手段,让开背包门省力一半多。此外,他们还凭着毅力和巧劲,硬是把口径只有几毫米的不锈钢小孔,打磨得跟镜面一样光滑。

  “干就要干到极致。”岳跃庆说,“舱外航天服里有气液、通风管路和电缆,在保证性能的前提下,还要注意各条线路安装美观、整齐,胶痕清理干净,标识可视角度便利。”

  通过电视直播,聂海胜、刘伯明太空漫步所着的战袍,正是他们一针一线缝制出来的。那一刻,他们觉得一切都是值得的。

  (来源:武汉科技报)

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