艙門這樣打開……

半個(gè)世紀(jì)前，當(dāng)美國航天員阿姆斯特朗留下了人類的第一個(gè)登月腳印時(shí)，他說：“這是一個(gè)人的一小步，卻是整個(gè)世界邁出的一大步”——同樣，“出艙”，簡(jiǎn)單的兩個(gè)字，簡(jiǎn)單的一個(gè)動(dòng)作，其背后卻匯聚了太多的艱辛與付出！

門怎么開？——向里？向外？左開？右開？開到多大的角度？航天員穿上航天服后很笨重，他們能否方便自如地開關(guān)艙門？在真空、高低溫等惡劣條件下，艙門能不能正常開關(guān)？

一個(gè)小小的艙門，隱含著很多的“玄機(jī)”，更凝聚了研制人員大量的心血和智慧。“神七”的出艙門最重要的攻關(guān)點(diǎn)之一，它的性能好壞，直接影響航天員能否順利出艙活動(dòng)和安全返回。

研制人員經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)和討論后，發(fā)現(xiàn)門向外開，雖然不會(huì)影響內(nèi)部的空間，但艙內(nèi)為正壓時(shí)，會(huì)影響門的密封性能，使門越來越松；門向里開，則會(huì)最大程度保證它的密封性能，是相對(duì)安全的選擇，但會(huì)占用艙內(nèi)空間。艙門開的角度和艙內(nèi)空間的配置息息相關(guān)，一方面艙門要盡量開大，保證航天員出艙返艙方便；另一方面若門開得過大，又要考慮門的位置、角度對(duì)其他設(shè)備的整體影響，最終艙門開啟“100 度”是權(quán)衡之后的最佳選擇。此外，為了使艙門受壓均勻、不易變形，艙門不是平的，而是稍呈球面狀，但考慮到門內(nèi)外的壓強(qiáng)差以及門所承受的巨大壓力承載和在空間使用的環(huán)境，艙門的球面曲率半徑是經(jīng)精心選擇的最佳值。除了艙門本身外，艙門相關(guān)設(shè)計(jì)難點(diǎn)還有很多。

模擬檢測(cè)確保安全

與神六返回艙艙門不同的是，神七艙門在軌打開與關(guān)閉的時(shí)候處于真空環(huán)境，并且溫度可能從100多攝氏度到零下200多攝氏度的巨大變化。因此，要充分考慮和模擬艙門在軌高真空、高溫差環(huán)境下的開關(guān)，并檢測(cè)可能產(chǎn)生的形變和密封性、開關(guān)力的變化，確保萬無一失，因?yàn)檫@直接關(guān)系到了航天員的生命安全。

神七的艙門旁邊分布著幾個(gè)壓點(diǎn)開關(guān)，可別小看了這幾個(gè)小小的開關(guān)，它們關(guān)系著航天員的生命，圍繞它們的研制也頗費(fèi)了一番周折。

為了檢驗(yàn)儀器設(shè)備在真空環(huán)境下的可靠性，科技人員要把所有的儀器設(shè)備都放在真空罐里模擬真空環(huán)境驗(yàn)證、檢驗(yàn)。人不能放到真空罐里做開關(guān)門的試驗(yàn)，怎么辦？研制人員就專門研制了一套像機(jī)械臂一樣的開關(guān)門機(jī)構(gòu)，人在真空罐外面控制“機(jī)械手臂”來完成航天員要做的解鎖、開門、關(guān)門、鎖門等一系列動(dòng)作，完美地解決了這個(gè)問題。

怎樣才能確定艙門關(guān)閉是否嚴(yán)密呢？艙門快速檢漏儀應(yīng)運(yùn)而生。它像一個(gè)反應(yīng)靈敏的“安全衛(wèi)士”，通過內(nèi)部的傳感裝置，感受壓力和溫度的變化，在短短幾分鐘之內(nèi)就能判斷出艙門是否關(guān)閉完好，并向航天員發(fā)送出“艙門關(guān)閉好了，可以脫下太空服”的確認(rèn)信息。

密封圈，差點(diǎn)誤事

有一次，在做可靠性試驗(yàn)時(shí)，研制人員發(fā)現(xiàn)，艙門快速檢漏儀在低溫情況下突然失效了！這是什么原因呢？這種密封圈用在艙門快速檢漏儀的減壓閥上，之前沒有人料到問題會(huì)出在這里，是因?yàn)檫@種減壓閥廣泛應(yīng)用于航空飛機(jī)上，也曾連續(xù)應(yīng)用于神舟四號(hào)到六號(hào)飛船上，是比較成熟的產(chǎn)品。

但是，在飛船研制上，一切“慣性思維”都要不得。因?yàn)橐环N產(chǎn)品以前可靠，現(xiàn)在不一定可靠；在那種環(huán)境下可靠，在這種環(huán)境下就不一定可靠。雖然是一個(gè)小小的密封圈，但如果密封圈不密封了，就難以準(zhǔn)確檢測(cè)出艙門是否存在泄漏，這將直接影響到航天員出艙活動(dòng)回來后軌道艙能否正常復(fù)壓，這對(duì)航天員來說是致命的！

經(jīng)過反復(fù)地觀察和研究，發(fā)現(xiàn)以往密封圈正常是因?yàn)樗鼈兌际窃诔亍⒁粋€(gè)大氣壓下的艙內(nèi)使用，現(xiàn)在是在低溫環(huán)境下使用，而密封圈在低溫下會(huì)收縮。問題找到了，研制人員重新調(diào)整了密封圈的尺寸，對(duì)其結(jié)構(gòu)也做了微調(diào)，再做實(shí)驗(yàn)，才徹底解決了這個(gè)問題。

軌道艙，雙重使命

神舟七號(hào)飛船和以往的飛船一樣，分為軌道艙、返回艙和推進(jìn)艙三部分，其中返回艙和推進(jìn)艙的技術(shù)更改和主要功用具有很大的繼承性，最大變化是軌道艙。為了完成出艙活動(dòng)原來的軌道艙擔(dān)負(fù)了“雙重使命”——既是航天員的生活艙，又是航天員出艙活動(dòng)的氣閘艙（過渡艙）。因此氣閘艙應(yīng)具有泄壓、復(fù)壓功能，為此艙內(nèi)配置了支持航天員空間出艙活動(dòng)的設(shè)備及設(shè)施。

“神七”的絕大部分挑戰(zhàn)和特色都來自于氣閘艙的研制。氣閘艙的設(shè)計(jì)分為結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)兩個(gè)層面。在“不動(dòng)”的結(jié)構(gòu)方面，為了完成出艙活動(dòng)，開了一個(gè)出艙口，而且艙口不能太小，否則航天員穿著航天服很難出去和返回。結(jié)構(gòu)的一項(xiàng)變化會(huì)引起“多米諾骨牌”式的相應(yīng)改變——一個(gè)設(shè)備的更改會(huì)牽動(dòng)一系列的改動(dòng)。改動(dòng)后可靠性能否得到保證、是否方便航天員活動(dòng)#8943;#8943;這些都要一個(gè)個(gè)重新測(cè)試；其中僅為艙門可靠性一項(xiàng)就引出了10 多次測(cè)試。

小物件，責(zé)任巨大

出艙活動(dòng)任務(wù)中最關(guān)鍵的設(shè)備是出艙航天服了。艙外航天服是航天員的“生命保護(hù)系統(tǒng)”，是一件極其精密、復(fù)雜且嬌氣的設(shè)備，必須妥善地保護(hù)和放置。航天服專用支架就是承擔(dān)這一“ 大使命”的“ 小物件”。千萬別小看了這個(gè)“小物件”，里面的“機(jī)關(guān)”頗多：從結(jié)構(gòu)上來說，必須考慮如何最大程度地減少發(fā)射時(shí)支架振動(dòng)對(duì)航天服的影響。為了解決振動(dòng)響應(yīng)問題，研制人員選擇支架和航天服之間的固定點(diǎn)數(shù)及約束形式，使它在振動(dòng)環(huán)境下不會(huì)使航天服的振動(dòng)響應(yīng)放大。從結(jié)構(gòu)上來講，航天服支架在軌期間還要展開，把航天服取下來，這時(shí)就要求把支架設(shè)計(jì)成可折疊式，能夠在不用時(shí)折疊起來，給航天員騰出更大的活動(dòng)空間。考慮到航天員在失重狀態(tài)下沒有很大的力氣去推起支架，因此研制人員在支架接口上做了一些特殊的處理，增加了一些輔助設(shè)備，使航天員能夠輕松地翻轉(zhuǎn)支架。設(shè)計(jì)完成后還要做大量地面試驗(yàn)，并不斷改進(jìn)優(yōu)化。氣閘艙上的每一項(xiàng)攻關(guān)，都匯聚著眾人的心血！