航天總裝多余物的控制措施

航天總裝多余物的控制措施摘要：多余物控制一直是航天產(chǎn)品質(zhì)量控制的關(guān)鍵，航天航空工業(yè)早期發(fā)展中由于多余物導(dǎo)致的事故較多，隨著逐漸深入了解多余物，航空航天工業(yè)取得了一系列多余物控制措施、預(yù)防規(guī)范。根據(jù)近年來發(fā)射失敗案例，由于多余物問題導(dǎo)致發(fā)射失敗明顯減少。但是由于航空航天行業(yè)中一直存在著多余物導(dǎo)致的質(zhì)量問題，因此應(yīng)當(dāng)深入研究多余物的控制，逐步提高運(yùn)載火箭產(chǎn)品的可靠性。

關(guān)鍵詞：多余物；航天器總裝；控制；檢查；排除

前言

航天器生產(chǎn)工藝復(fù)雜，工藝條件要求嚴(yán)格，稍有疏忽，在裝配生產(chǎn)過程中就會(huì)產(chǎn)生多余物。具有多余物的產(chǎn)品會(huì)產(chǎn)生隨機(jī)的嚴(yán)重潛在質(zhì)量事故，從而降低產(chǎn)品的可靠性。國(guó)內(nèi)外曾多次出現(xiàn)航天器發(fā)射失敗或功能失效的案例，其原因是航天器內(nèi)存在多余留。因此，在總裝生產(chǎn)過程中，如何控制多余物，進(jìn)而清除多余物已成為航空航天工程技術(shù)人員的一項(xiàng)重要任務(wù)。因此，有必要對(duì)多余物展開分析，有效控制和分析其解決方法進(jìn)行必要的理論研究。本文中對(duì)多余物的定義以及分類、危害等展開分析，從而提出控制多余物的方法。

1多余物的定義和分類

1.1多余物的定義

多余物指產(chǎn)品中存在的外部引進(jìn)或內(nèi)部產(chǎn)生的與產(chǎn)品規(guī)定狀態(tài)不符的物質(zhì)。對(duì)于總裝行業(yè)，多余物就是設(shè)計(jì)圖樣及其技術(shù)條件要求和某些特定技術(shù)文件規(guī)定以外的物質(zhì)。它既可能是金屬，也可能是非金屬；它既可能是本工序加工產(chǎn)生，也可能是上道工序或是外界條件帶入。

1.2多余物的分類

多余物有各種各樣的狀態(tài)，最常見的是金屬、非金屬、人及其排泄物。此外，除指定的塵埃和介質(zhì)外，化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物也是多余物。

1.2.1按體積分類：

（1）宏觀多余物：人的正常視力（或經(jīng)校正的視力）能看見的一切多余物。

（2）微觀多余物：人的正常視力不能看見，需借助X光射線、放大鏡或顯微鏡、光學(xué)分析儀等手段才能觀察到的一切多余物。

1.2.2按種類分類

（1）金屬類多余物：金屬多余物是非常常見的類型，主要包括脫落的標(biāo)準(zhǔn)零件、加工金屬屑、遺忘的裝配工具、鋼絲頭、焊渣、工藝零件、鉚釘?shù)?。這些多余物屬于控制重點(diǎn)，具有嚴(yán)格控制規(guī)定。

（2）非金屬多余物：該類多余物涵蓋廣泛，包括裝配使用的非金屬（如泡沫、線帶、膠帶、鍍鋁膜、聚酯網(wǎng)，阻燃布等等），物質(zhì)粒子，超過規(guī)定的灰塵、膠和膠粘劑固化后碎渣等，此類多余物控制難度比較大。

（3）生物化學(xué)多余物：生物化學(xué)多余物是一個(gè)相對(duì)較新的概念，主要來源于人類和微生物。其表現(xiàn)為人體代謝產(chǎn)物和細(xì)菌。人類的代謝物通過呼氣、大小便以及皮膚排出體外。目前已經(jīng)檢測(cè)到400種人類代謝物，其中許多是具有揮發(fā)性的有毒或有氣味物質(zhì)。對(duì)于航天器總裝而言，生物化學(xué)多余物主要體現(xiàn)為：裝配人員在航天器艙體內(nèi)呼出氣體、排出汗液、攜帶細(xì)菌等聚集在航天器的艙體內(nèi)。

（4）有害氣體多余物：主要來源是艙內(nèi)非金屬材料的脫氣和艙內(nèi)儀器設(shè)備的正常釋放。航天器艙體內(nèi)使用各種塑料、合成橡膠、織物、粘合劑、潤(rùn)滑劑、涂料等非金屬材料。比如美國(guó)“生物實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星Ⅲ號(hào)”就使用了251種不同的非金屬材料。研究發(fā)現(xiàn)大多數(shù)聚合物材料是不依賴于其化學(xué)性質(zhì)，在室溫下就會(huì)釋放二氧化碳、一氧化碳、甲醛和烴類等毒性成分，這就造成航天器艙內(nèi)有害氣體多余物，對(duì)艙內(nèi)設(shè)備、總裝人員造成危害。

2多余物危害簡(jiǎn)述

在火箭總裝氣密性試驗(yàn)中產(chǎn)生的多余物可能會(huì)影響閥門性能，并導(dǎo)致火箭的局部功能障礙。一般來說，多余物危險(xiǎn)性是較大且不確定的，一種多余物并不能絕對(duì)損害哪些產(chǎn)品的功能會(huì)產(chǎn)生危害，但還可以根據(jù)多余物的危害程度，將多余物的危害分為3類。

（1）致命多余物：指的是造成產(chǎn)品主要功能失效，產(chǎn)生致命故障，進(jìn)而使得發(fā)射試驗(yàn)失敗的多余物。這種多余物更具致命性，是多余物控制的重點(diǎn)。例如，1990年的“阿麗亞娜4”型火箭發(fā)射失敗，就是由于一塊碎布堵塞用于冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)的管道閥門，而碎步則是工作人員擦拭管道時(shí)疏忽遺留下的。

（2）嚴(yán)重多余物：造成航天產(chǎn)品局部性能降低，導(dǎo)致局部故障，存在一定危險(xiǎn)性的。這種多余物不太可能引起重大事故，但一旦造成產(chǎn)品功能故障，其危險(xiǎn)程度仍然是致命的，必須嚴(yán)格控制。例如2005年某運(yùn)載火箭功能檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)后箱安溢活門漏氣量超標(biāo)，其問題的原因主要是溢流閥活塞密封表面殘留有組裝時(shí)產(chǎn)生的兩處鋁屑，該多余物造成了活門密封性能下降，如果在檢查過程中未能發(fā)現(xiàn)，帶入發(fā)射場(chǎng)，則造成的后果不堪設(shè)想。

（3）一般多余物：不影響產(chǎn)品性能，在一般情況下也不會(huì)造成致命或者嚴(yán)重后果的多余物。該類多余物雖然不會(huì)造成嚴(yán)重后果，但可能造成局部性能下降，同時(shí)也可以暴露出相應(yīng)的總裝問題。例如，1978年某火箭在總裝車間在打開尾段艙口蓋時(shí)，發(fā)現(xiàn)遺留一塊白布多余物，產(chǎn)生原因是安裝過程中使用的布?jí)K未及時(shí)取出，遺留在產(chǎn)品上。目前，總裝氣密試驗(yàn)過程當(dāng)中產(chǎn)生的多余物多為一般多余物，甚至達(dá)不到一般多余物的等級(jí)。但是因多余物而導(dǎo)致的質(zhì)量問題并不見少，這表明總裝氣密試驗(yàn)多余物控制已經(jīng)取得較好的成果，但在精細(xì)化程度上仍然不足，無法完全避免多余物質(zhì)量問題的發(fā)生。

3航天總裝過程中多余物控制排除方法

3.1航天總裝過程中多余物檢查方法

針對(duì)裝配的自身特點(diǎn)，考慮裝配過程的各因素，考慮實(shí)際生產(chǎn)過程多余物控制方案的簡(jiǎn)單、無害、無損、經(jīng)濟(jì)、有效。產(chǎn)生了許多的檢查方法，其中常用的檢查方法包括：

3.1.1常規(guī)檢查方法

（1）目視檢查。目視檢查通常借助于一定的光源，本方法主要是對(duì)宏觀多余物的檢查，也是最常用的基本手段。（2）聽聲檢查。充分利用裝配過程的對(duì)接、滾轉(zhuǎn)、吊裝、轉(zhuǎn)運(yùn)過程，聽封閉艙體、殼段內(nèi)有無異響的方法檢查。（3）照相檢查。滿足一定的照度，1000萬以上分辨率相機(jī)，在封艙前對(duì)艙內(nèi)每個(gè)角度照相放大檢查；照相檢查不僅是重要檢查方法，還為復(fù)查提供依據(jù)。

3.1.2對(duì)已裝配的封閉艙體、結(jié)構(gòu)件內(nèi)部、管路內(nèi)腔檢查方法

（1）工業(yè)內(nèi)窺鏡檢查。主要是對(duì)目視、相機(jī)無法達(dá)到的部位、封箱后的箱體內(nèi)部以及微觀多余物的檢查，工業(yè)內(nèi)窺鏡有放大物體與探頭小的特點(diǎn)。（2）音頻檢查。需要時(shí)在裝配過程中使用手持式音頻檢測(cè)儀器對(duì)已裝配的封閉部件內(nèi)部進(jìn)行檢查

3.2總裝過程中多余物排除杜絕措施

裝配過程中常用的排除方法主要包括預(yù)防、清理和固定3種。

3.2.1預(yù)防措施

（1）穿防靜電服裝以及進(jìn)入裝配現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)淋的方法防止。（2）洗：零、部、組件要采用適當(dāng)?shù)娜軇┖陀行У姆椒ㄇ宄蓛?，例如超聲波清洗等。?）保護(hù)：指可能產(chǎn)生多余物的工序，將除裝配加工面外的箭體、艙體保護(hù)封閉起來。

3.2.2清理措施

（1）擦：指對(duì)產(chǎn)品表面及可觸及部位用棉紗塊擦拭或沾酒精擦拭的方法。（2）吸：在艙內(nèi)部可用真空吸塵器吸除。（3）利用內(nèi)窺鏡取多余物的功能排除多余物。

3.2.3固定措施

封閉結(jié)構(gòu)件內(nèi)部多余物，可采用開小孔灌膠固定的方法。

4結(jié)束語(yǔ)

航天產(chǎn)品的多余物控制理論已從單純的以產(chǎn)品為主發(fā)展到綜合考慮人—機(jī)環(huán)境的綜合因素，多余物控制也從直觀的控制到防患于未然的超前控制。隨著我國(guó)載人航天事業(yè)和高科技的不斷發(fā)展，航天產(chǎn)品多余物的控制、檢查、排除方法必將得到進(jìn)一步發(fā)展。