自1968年从哈尔滨军事工程学院导弹工程系弹道导弹总体专业毕业以来,我一直在航天科研一线工作,至今已有44年。头一个十年,是在北京七机部一院参加了我国第一个洲际导弹DF-5的研制工作,承担增压输送系统的设计;1978年来到上海,参加了CZ-4运载火箭增压输送系统的设计工作;从上世纪九十年代初开始,参加载人航天工程的论证及研制工作,负责主持飞船太阳电池阵及其对日定向驱动机构的研制工作;九十年代后期又先后参加了遥感一号卫星和风云三号卫星太阳电池阵及其对日定向驱动机构的研制,至2008年,退出科研负责岗位。我所承担的这些型号均取得了圆满成功。
在我职业生涯的前一半是与运载火箭打交道,经历了长征系列火箭从开始研制到走向成熟的过程;职业生涯的后一半是与航天器打交道。虽然专业大类没有多大变化,但毕竟是一个新的专业领域,且与火箭的一次性工作相比,航天器上的设备要长期使用,工作环境也更为复杂,因而从运载火箭领域转入航天器领域,对于我来说也是一个巨大的挑战。
太阳电池阵及其对日定向驱动机构是所有航天器的关键设备,有了它就能保证航天器的供电来源。万一发生故障,其结果往往是灾难性的,导致整个航天器的失败。因而,确保太阳电池阵在轨解锁、释放、展开、锁定及驱动机构对日定向跟踪和电功率与信号传输等每个环节的工作可靠性,是设计工作的必需达到的目标。尤其是驱动机构,对于一般航天器来讲,对日定向驱动机构一天24小时一刻不停地带动太阳电池阵转动,并将电功率与信号传输至航天器本体,少则三年,多则五年、八年,甚至十五年以上,对驱动机构讲是一个极大的考验。国内外多个航天器的在轨故障,有不少就是驱动机构出了问题。有位领导曾经对我说,你们承担这么高风险的驱动机构任务,胆子真是够大的,一定要慎之又慎哪!
在载人飞船太阳电池阵研制开始时,我们根据有限的资料信息及自己对技术的理解,搞了一个方案,图纸也开始画了,但自己也对这个方案不满意,因为体积、重量都较大。后来我们搞到了一份介绍国外太阳电池阵的简要资料,虽然许多设计的具体材料仍然不充分,但其原理方案却是先进的,我决定将我们的方案推倒重来,按国外的方案设计飞船的太阳电池阵。经过我们组织十个昼夜对国外资料的领会、消化,终于搞清了国外设计的细节,并将每个部件的图纸都画出来了,并一次试制成功。这样,我们从第一个太阳电池阵开始,其设计方案就与国际上的水平保持了一致。
经过二十年的研制,太阳电池阵从刚性发展到了半刚性,从无源一次展开到无源加有源二次在轨展开,构型从简单的一字形增加到了偏置形、丁字形,面积从几平方米到二三十平方米,形成了从小到大的系列型谱产品,已为三十多个航天器配套,取得了一次在轨成功的优良成绩。目前,我们再接再励,正致力于空间站用面积达100多平方米、展开长度达30多米的柔性太阳电池阵的攻关。
对日定向驱动机构的研制,从一开始就吸收了俄罗斯和欧美各国的设计长处,又大胆采用了固体润滑谐波减速器方案。但就在固体润滑谐波减速器的研制中,寿命问题总是过不了关。初期只有三个月就不行了,迟迟没有突破性进展。由于谐波减速器生产、固体润滑处理、产品集成应用三家独自各管一块,缺少综合协调,自然所采取的措施是片面的。认识了这一点,在1995年7月由我牵头,三家在一起进行了两天的全面深入的分析,制定了十条对策,从原材料加工处理、硬度粗糙度控制、齿形设计、镀膜配方、镀膜工艺到集成设计,均作了改进。由此,固体润滑谐波减速器的寿命一下子提高到了2年以上。之后,又从原材料、镀膜配方、镀膜工艺上作了更改和改进,工作寿命(低轨)达到了8年以上。同时,这种谐波减速器及其镀膜的技术状态已广泛应用于我国航天器机构设计中,成了一种标准的技术状态。
导电滑环是驱动机构电传输的关键部件,国内外多个航天器的失败均由滑环引起。对此,我们将滑环的可靠性和安全性设计放在首位,采取冗余设计、降额设计、隔离设计等多种方法,同时在地面试验中充分考核,进行真空试验、高低温交变试验、低气压放电试验、内放电试验、温度梯度试验等。至今,我们研制的驱动机构产品均工作正常、无一失效。
回忆一生的航天职业生涯,虽然没有做轰轰烈烈的的大事,但我做了扎扎实实的实事。每当我所设计的产品飞行试验成功,心里感到无比的欣慰:为我国航天事业的发展、为我国国防实力的增强,添上我的一片瓦、一块砖。