让三姑娘完美奔月-中国航天科技集团公司五院总装与环境工程部实现多项技术跨越纪实.docx

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让“三姑娘”完美奔月

中国航天科技集团公司五院总装与环境工程部实现多项技术跨越纪实

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五院总环部

嫦娥成功奔月，几千年来的美丽神话，不再是梦想。嫦娥三号，无数航天科研人员为她日夜守候、为她翘首企盼，她，就是大家心中美丽的“三姑娘”。为了让美丽的“三姑娘”美丽健康，完美完成探月之旅，中国航天科技集团公司五院总装与环境工程部的科研工作者们，攻坚克难，实现了多项技术跨越，日以继夜地为她缝制“嫁衣”，并做好各项“体检”，让“三姑娘”不断成长、日臻完善，护送她启航。

跨越之一：从手工制作到三维设计——立体多层数字化设计制作助力总装

嫦娥三号高温多层形状较复杂，难于直观地进行多层设计，工艺件在制作期间采用现场取样的方法，增加了不安全因素且制作相对粗糙，缺少前期指导性和规范性，存在有缝隙、不美观、形状规格统一性差等缺陷。为了在短时间内攻克这项难题，并安全、可靠地进行高温多层的制作，总环部开展了三维立体多层设计制作研究，建立了三维立体多层数字化设计制作模式，并完成了嫦娥三号推力器高温多层的设计、制作与安装。

通过确立三维立体复杂产品多层数字化设计方法，替代手工取样制作模式；探索不锈钢箔高温保护罩加工、连接方法，在保证质量的同时提高规范性；完成嫦娥三号三维立体高温多层制作与可靠安装。研究过程中从包覆对象的数字化取样开始，明确数字化设计的输入，并重点对多层的包覆外形设计、建模和模型的表面展开技术进行突破，短时间内掌握了三维立体复杂产品多层数字化设计的关键技术，并在嫦娥三号推力器高温多层制作过程中应用。在制作过程中，通过数字化裁剪技术，确保了制作的精度，提高了制作效率。最终通过各级领导、技术人员和操作人员的齐心努力，确定了可靠的加工、连接方法，并对制作完成的产品进行了安装实施，效果良好。

三维立体复杂产品多层数字化设计方法的建立，一方面解决了部分多层难于设计并确定最终外形的问题，另一方面取代了手工取样的落后生产模式，并在型号中得到了实际应用。此生产模式将在未来型号生产任务中解决三维立体复杂产品的多层制作产生积极作用。

跨越之二；从无从下手到仿真分析——系列工艺试验解决总装实施难点

嫦娥三号功能复杂、技术跨度大，分系统多数为新研制，星体构型复杂，这些都给总装实施带来了前所未有的难度，总装工作似乎无从下手。为了确保嫦娥三号任务的顺利完成，在项目启动之初，总环部多次组织总装实施方案的讨论，针对嫦娥三号总装实施中的难点，明确要求进行相关工艺试验。为此总装与环境工程部针对嫦娥三号的工艺试验制定了完整的工艺试验规划，针对精测方案、总装实施、关键工装的设计等方面开展了数字仿真、木模装、实物实验等方面的工艺试验，完成了关键环节的数字仿真，包括整器的实物木模装、实物实验评估、形成视频文件和分析报告、发现并解决总装实施难点或问题等等，有效保证总装工艺设计的合理性和可行性。

对巡视器进行完整的实物模装，主要是验证巡视器内部设备安装空间、电缆插拔空间、紧固件测力空间、设备安装耦合性问题以及干涉性检查。通过巡视器实物模装，提前明确了总装状态，对工艺流程制定的合理性有着积极的意义。同时，对发现的测力空间不足的问题，提前设计测力转接工装，满足总装实施的工艺需求。高温隔热屏安装、7500牛发动机安装和贮箱安装等关键环节，操作空间狭小，操作风险大，涉及环节比较多，需要设计专用总装工装。对这些环节利用总体三维设计模型开展数字仿真分析，验证了工艺方案的可行性、工装接口的匹配性，完善了工装设计，提前查找出了总装实施过程中的安全薄弱环节。

面对嫦娥三号设计状态全新、难度大、流程繁复、进度紧张的挑战和压力，总环部统一部署，通过开展系列工艺试验，有效解决了总装实施中的技术难点，发现了设计和工艺中的一些不足，提前制定工艺预案和解决措施，确保嫦娥三号的总装工作顺利完成。

跨越之三：从人工调整到自动模拟——试验工装设计再上新台阶

嫦娥三号热试验中，试验工装均增加了很多电动装置，可以带动试验工装自动移动。探测器在KM6真空热试验中顺利调整角度，着陆器在KM4内红外笼顺利起吊，这标志着总环部的试验工装设计能力达到了一个新的高度。

嫦娥三号巡视器、着陆器都是月球探测二期工程的重要组成部分。为准确模拟巡视器在月球表面的运动姿态，热试验过程中要通过专用试验支架实现在真空低温下前后俯仰和左右滚动运动，对工装设计提出了新的要求。以往都是通过停机开罐，人工调整试验支架的角度，人工调整加热笼的位置来实现模拟工况，试验期间需要多次停、开机。新的试验工装通过自动控制手段实现俯仰，巡视器上方的红外笼能够水平移动配合太阳翼的展开和桅杆展开，着陆器试验能够将红外笼吊起吊落。这样，不再需要多次停机出罐进行人工调整，通过运动装置实现了模拟的要求，加快