加速度|“黄金搭档”助力“天和舱”完成精准调姿_石英|军事

2021年4月29日，空间站核心舱“天和舱”随长征五号B运载火箭成功升空，到达预定轨道，按照程序设定，此时的“天和舱”必须“摆正姿态” ，以迎接后续的任务，而以精准测量帮助它在茫茫太空微重力环境下准确调姿，正是中国航天科工三院33所石英挠性加速度计和IF转换电路这对“黄金搭档”的拿手好戏。

不是“新手”是“宿将”
33所技术人员透露，石英挠性加速度计负责测量
“天和舱”发动机在轨工作时产生的微弱加速度，将其作为电流信号输出，而它的搭档IF转换电路则能够准确将此信号“翻译”成脉冲信号，从而为这对“搭档”所隶属的惯性测量单元“知晓”加速度乃至速度、位置等信息提供了最重要的前提。
关注航天的人应该注意到，这对“搭档”其实是我国神舟、探月等任务的“全系标配” ，从“神舟一号”到“神舟七号” ，石英挠性加速度计成功为飞船返回舱提供了精确的测量；从“神舟八号”到“神舟十一号” ，作为高精度石英挠性加速度计组合的核心器件，石英挠性加速度计身兼数职，为交会对接提供速度增量测量、为飞船姿态控制提供微重力测量、为飞船返回舱提供速度测量等；在已经完成的探月工程任务中，它都是不可或缺的重要产品，以其稳定的表现提供精准的测量数据。
不仅如此，该产品还广泛应用于航天、航空、船舶、兵器、石油、岩土工程等诸多领域。
这样优异的表现与产品的精妙设计和技术人员精益求精的工作是分不开的。

靠“天赋”更靠努力
作为测量的核心，石英挠性加速度计可谓“天赋异禀” 。技术人员介绍，相较金属材料，石英材料具备连续工作数万小时而无疲劳影响的重要特性，从而能够为精度的保持提供必要的前提，行业内称之为“偏值稳定” 。这一特性让石英挠性加速度计成为当前惯性技术行业的不二选择。
为了将这一“天赋”发挥到极致， 33所技术人员还精心为加速度计做了两项优化。
首先是充气和密封。诞生于空气环境下的石英挠性加速度计进入太空，最大的变数首先是真空环境的影响，为此，技术人员必须设法让它工作在“熟悉”的环境下，腔体内充入特殊气体采用特殊密封手段，产品的相关特性得到了有效的保障。
第二项是为加速度计穿上“电暖宝” 。由于加速度计的测量精度与工作环境温度变化紧密相关，技术人员采用特殊装置贴在加速度计表面，并通过加热模块精准加温，确保石英挠性加速度计始终工作在合适温度当中。
【加速度|“黄金搭档”助力“天和舱”完成精准调姿】

第一次与“三合一”
作为石英挠性加速度计的搭档， IF转换电路从名字里就自带“理工男”的气质，低调且直白。
此次任务搭载的电路，严格来说，其实包括IF转换、温度控制和电源三个模块，只不过大家习惯简单称之为IF转换电路。
此前的多次宇航任务中，以上三个模块都是“分家单过” ，也就意味着每只石英挠性加速度计出征之时都要“拖家带口” ，不仅占据空间，各类线缆之间也容易形成干扰。此次搭载的电路板则是“三合一”之后的产品，不仅空间缩减，各类特性也相较分开时也有了更好的表现。
为了产品可靠性更高，技术人员按照宇航任务的要求，在电容设置、电源入口保护等方面均按照多重冗余的理念进行设计，让故障概率将至微乎其微。
但真正给技术人员带来的挑战来自电源模块，因为电压变化幅度大，这让原本已经无比成熟的设计与生产平添了几分不确定性。
为了确保产品稳妥可靠，技术人员对焊接工艺做了针对性的革新，并采用了多媒体记录操作的各个步骤，让产品研制生产过程尽收眼底。
同时，为了摸透产品的性能，生产人员还对产品进行了各种环境试验。
技术人员介绍表示，如此严苛只为筛选出“天赋”出众且性能最可靠的产品。
据悉，石英挠性加速度计和IF转换电路除了在本次任务中发挥作用，还将在天舟二号、神舟十二号等任务中一显身手，技术人员表示，相关产品早已做好充足的测试验证，期待它们的上佳表现。
另外， 111厂承担空间站天和舱的产品有小型停泊机构被动端以及分离螺母两种产品。两种产品用于核心舱连接接口和机械臂机构的压紧与释放。产品已成功经历多次飞行试验验证。
（撰稿：唐新培）

加速度|“黄金搭档”助力“天和舱”完成精准调姿

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