摘要

回收著陸系統(tǒng)在總裝過程中不可避免地產(chǎn)生各種多余物，如果不及時(shí)采取措施，將導(dǎo)致系 統(tǒng)故障，甚至失效，對航天器飛行任務(wù)造成嚴(yán)重后果。因此，如何有效預(yù)防與控制多余物，始終是回收 著陸系統(tǒng)總裝工作面對的重要課題。文章結(jié)合回收著陸系統(tǒng)總裝的特點(diǎn)，對多余物進(jìn)行了分類，分析了 多余物造成的危害，在多余物預(yù)防與控制、多余物檢查、多余物清除等方面，在繼承傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)方法的基 礎(chǔ)上，創(chuàng)新采用一些新的工藝方法、新的工藝裝備、新的操作方法，使回收著陸系統(tǒng)總裝多余物得到有 效控制，確保產(chǎn)品裝配品質(zhì)。

引言

航天器生產(chǎn)研制過程中必然產(chǎn)生各種各樣的多余物，在人類航天史上，因多余物造成的航天器故障 不乏其例。如，美國“阿特蘭蒂斯號(hào)”航天飛機(jī)，由于艙內(nèi)存在沉積的多余物導(dǎo)致 OSO-8 Lyman-Alpha 電子設(shè)備提前 40d 失效。1990 年 2 月 22 日，“阿里安”火箭在法屬圭亞那發(fā)射時(shí)發(fā)生爆炸，導(dǎo)致箭毀星亡，爆炸是由發(fā)動(dòng)機(jī)供水管道內(nèi)存在多余物引起。2002 年，“神舟三號(hào)”運(yùn)載火箭發(fā)射前，由于某繼電器內(nèi)部存在微小的點(diǎn)焊飛濺金屬多余物，導(dǎo)致控制設(shè)備的某項(xiàng)功能失效。對航天器回收著陸系統(tǒng)來講， 其作為航天器飛行任務(wù)的最后一環(huán)，多余物可導(dǎo)致產(chǎn)品可靠性降低，喪失其特定的功能，造成回收著陸 系統(tǒng)故障或失效，結(jié)果將是致命的、災(zāi)難性的，造成的損失無法估量。因此，多余物帶來的危害必須 得到高度重視。 目前，有關(guān)航天器多余物預(yù)防與控制有國家軍用標(biāo)準(zhǔn)、航天行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、航天科技集團(tuán)公司標(biāo)準(zhǔn)， 這些標(biāo)準(zhǔn)對軍工產(chǎn)品、航天產(chǎn)品（軟件產(chǎn)品除外）的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、工藝、試驗(yàn)、包裝、運(yùn)輸?shù)冗^程提 出了許多要求，內(nèi)容比較全面、具體，對航天器回收著陸系統(tǒng)總裝多余物預(yù)防與控制起到十分重要的 指導(dǎo)作用。但是由于航天器回收著陸系統(tǒng)的特殊性，如結(jié)構(gòu)緊湊、空間狹小、降落傘與氣囊數(shù)量多、 不可測項(xiàng)目多等，上級(jí)標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)降落傘與氣囊等柔性產(chǎn)品的多余物預(yù)防與控制要求存在不足。本文在 航天產(chǎn)品多余物相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合航天器回收著陸系統(tǒng)的特點(diǎn)，從“5M1E”（人、機(jī)、料、法、 環(huán)、測）各環(huán)節(jié)提出要求，對總裝多余物的來源、種類以及對回收著陸系統(tǒng)造成的危害進(jìn)行分析，歸 納總結(jié)傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)與方法，通過優(yōu)化工藝流程、完善工藝裝備、提高操作技能以及創(chuàng)新操作方法等途徑， 來加強(qiáng)多余物預(yù)防與控制，對提高回收著陸系統(tǒng)裝配質(zhì)量，提高系統(tǒng)工作可靠性，具有借鑒意義和指 導(dǎo)作用。

多余物的定義及分類

在航天行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《航天產(chǎn)品多余物預(yù)防與控制》QJ2850A-2011 中，對多余物（FOD）的定義是： 產(chǎn)品中存在的由外部進(jìn)入或內(nèi)部產(chǎn)生的與產(chǎn)品規(guī)定狀態(tài)無關(guān)的物質(zhì)。對航天器回收著陸系統(tǒng)總裝 而言，凡是在產(chǎn)品總裝交驗(yàn)時(shí)存在不符合設(shè)計(jì)圖紙、技術(shù)文件以及技術(shù)條件規(guī)定的物質(zhì)均可以稱為多 余物。 回收著陸系統(tǒng)是由降落傘裝置、氣囊裝置、火工裝置、結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)裝置以及電學(xué)產(chǎn)品等組成的復(fù) 雜系統(tǒng)，其產(chǎn)品總裝具有如下特點(diǎn)：

1）回收裝置或傘艙結(jié)構(gòu)緊湊、空間狹小、裝配工序多，系統(tǒng) 產(chǎn)品一般從回收裝置或傘艙底部開始從下往上按序依次安裝（疊放）固定，產(chǎn)品集中度高，層次感 強(qiáng)；

2）裝配現(xiàn)場參與人員多，涉及總體、工藝、裝配、電測及檢驗(yàn)等人員，人員較為集中，使用 的工裝、工具種類多；

3）裝配過程中一般不允許再進(jìn)行機(jī)械加工，因此不會(huì)產(chǎn)生因機(jī)械加工導(dǎo)致 的金屬多余物；

4）裝配分為工藝件裝配和正式件裝配，存在部分零部件重復(fù)拆裝的情況，也會(huì)導(dǎo) 致產(chǎn)生多余物的風(fēng)險(xiǎn)；

5）安裝固定降落傘裝置使用的各種繩、帶等輔助材料用量大，特殊要求下 會(huì)有手工縫紉操作；

6）每道裝配工序的裝配前、后要求對產(chǎn)品狀態(tài)、裝配狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)并拍照， 需要使用拍照標(biāo)識(shí)。 根據(jù)多余物的定義，其來源是由內(nèi)部產(chǎn)生、外部引入。結(jié)合回收著陸系統(tǒng)總裝的上述特點(diǎn)，梳理常 見多余物的類別和產(chǎn)生途徑，主要形式如表 1 所示。常見總裝多余物見圖 1。

多余物對回收著陸系統(tǒng)造成的危害

多余物是導(dǎo)致航天器回收著陸系統(tǒng)工作失效的一種常見形式。多余物按其危害程度可分為致命多余 物、嚴(yán)重多余物、一般多余物。其中，致命多余物是指能使產(chǎn)品喪失主要功能，造成致命故障，使其 失效，導(dǎo)致發(fā)射、試驗(yàn)失敗的多余物；嚴(yán)重多余物是指能使產(chǎn)品某些性能降低，造成局部故障，有一定 危害影響的多余物；一般多余物指不影響產(chǎn)品性能，在一般情況下不會(huì)造成致命或嚴(yán)重后果的多余物。 多余物對回收著陸系統(tǒng)可能造成的危害主要表現(xiàn)在幾方面：?

1）回收著陸系統(tǒng)中的降落傘裝置以及氣囊裝置都是由特殊織物材料加工而成，如果在降落傘、氣囊 與艙體結(jié)構(gòu)之間存在金屬多余物，因降落傘在出艙開傘以及氣囊充氣展開過程中處于相對運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，降 落傘或者氣囊則會(huì)受金屬多余物的擠壓、劃割、扎刺而受損失去功能。?

2）某些型號(hào)上安裝傘艙壓力傳感器，多余物進(jìn)入并堵塞傳感器的取壓孔，導(dǎo)致傳感器發(fā)生故障。?

3）進(jìn)行電學(xué)產(chǎn)品的電連接器對接操作時(shí)，多余物進(jìn)入電連接器的插孔，可能導(dǎo)致電子設(shè)備中電路間 短路或線路異常。

4）某些電連接器有防水要求，如要求在穿艙插頭與結(jié)構(gòu)之間涂覆填充硅橡膠。硅橡膠具有流動(dòng)性， 固化需要一定的時(shí)間，膠液過多容易沿結(jié)構(gòu)往下流動(dòng)或滴落到下層產(chǎn)品，使下層產(chǎn)品受到污染難以清理， 進(jìn)而影響產(chǎn)品正常工作。

5）安裝火工裝置、結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)裝置時(shí)，多余物可能導(dǎo)致動(dòng)作部件卡滯或卡死。

多余物預(yù)防與控制

裝配過程中多余物是絕對存在的，不存在是相對的。多余物預(yù)防與控制要全員參與，全過程控制。 回收著陸系統(tǒng)裝配參照這些標(biāo)準(zhǔn)，從“5M1E”各環(huán)節(jié)（人、機(jī)、料、法、環(huán)、測），結(jié)合自身特點(diǎn)提出 預(yù)防與控制要求并嚴(yán)格落實(shí)，具體內(nèi)容見圖 2。

人員培訓(xùn)

組織所有（包括工藝、操作、檢驗(yàn)、總體、電測等）參與裝配的相關(guān)人員進(jìn)行有關(guān)多余物方面的培 訓(xùn)，通過學(xué)習(xí)多余物問題的典型案例，認(rèn)識(shí)多余物的來源及其危害，提高對多余物產(chǎn)生的原因和危害的 認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)多余物預(yù)防與控制意識(shí)。結(jié)合回收著陸系統(tǒng)裝配的特點(diǎn)，識(shí)別易產(chǎn)生多余物的環(huán)節(jié)及常見多 余物，掌握常用多余物的識(shí)別、檢查、清除方法及工具的正確使用。通過講座培訓(xùn)和實(shí)操提高裝配人員 的操作技能，熟悉掌握裝配流程，杜絕因操作不當(dāng)產(chǎn)生多余物。

工藝設(shè)計(jì)

工藝設(shè)計(jì)過程中應(yīng)從工藝流程、工藝方法、工藝裝備、操作方法等方面對總裝多余物的預(yù)防與控制 提出要求，內(nèi)容應(yīng)全面，具備可操作性。易產(chǎn)生多余物的環(huán)節(jié)及相應(yīng)的預(yù)防控制措施主要包括：?

1）不合理的工藝流程對多余物的產(chǎn)生、檢查、清除有直接影響。工藝中除嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范 對多余物預(yù)防與控制提出要求外，還應(yīng)通過分析回收著陸系統(tǒng)的組成與裝配特點(diǎn)，制定相應(yīng)的工藝流程， 合理安排裝配工序，將容易產(chǎn)生多余物的工序提前安排。有條件的可通過產(chǎn)品模裝，優(yōu)化工藝流程。?

2）輔助材料選用不當(dāng)也是產(chǎn)生多余物的主要原因。工藝中選用的輔助材料應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定要求，如： 減振防護(hù)采用硅橡膠板代替毛氈；固定線纜、打結(jié)繩頭全部采用聚酰亞胺膜單面壓敏膠帶代替醫(yī)用膠布和普通膠帶；清理擦拭產(chǎn)品采用無塵拭布或無塵拭紙代替醫(yī)用紗布。?

3）防水處理中的硅橡膠涂覆處理不當(dāng)容易產(chǎn)生多余物。工藝上采用“少量、多次、分層涂覆、即涂 即清”的方法。?

4）主傘裝入傘艙后，傘包與傘艙之間留有縫隙，容易掉落多余物，且不易清除。因此，工藝中應(yīng)明 確提出預(yù)防措施，如及時(shí)用墊布填塞縫隙，防止后續(xù)操作過程中多余物掉落到縫隙中，裝配工作完成后， 務(wù)必取出墊布，否則墊布也會(huì)成為多余物。?

5）經(jīng)過機(jī)械加工的結(jié)構(gòu)產(chǎn)品直接交付總裝，在裝配過程中容易產(chǎn)生多余物。工藝中要求結(jié)構(gòu)產(chǎn)品交 付總裝前進(jìn)行預(yù)裝配，使零部件之間得到磨合，通過預(yù)裝配將結(jié)構(gòu)上的毛刺“磨下來”，殘留的碎屑、污 物等“帶出來”，再進(jìn)行清除。必要時(shí)，工藝人員還要根據(jù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)品特點(diǎn)合理設(shè)計(jì)并完善工藝裝備，二者 結(jié)合，減少或避免因結(jié)構(gòu)原因產(chǎn)生多余物的可能性。

裝配過程

裝配過程全部為手工操作，使系統(tǒng)內(nèi)部與外界長時(shí)間直接接觸，是易產(chǎn)生多余物尤其是人為因素導(dǎo) 致多余物最多的環(huán)節(jié)，因此預(yù)防與控制多余物十分重要。除了嚴(yán)格按照工藝設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)定和要求執(zhí)行 外，還要針對性地采取控制措施，有效杜絕外部引入多余物。具體包括：?

1）對多余物要“即查即清”。也就是每一道工序完成后，必須立即檢查、及時(shí)清除，確認(rèn)不存在多 余物，方可開始下一道工序。封艙合蓋前，必須再次檢查清除多余物，同時(shí)按照工藝要求逐一清點(diǎn)零部 件、緊固件及工具工裝等的數(shù)量，杜絕將上述物品遺留在回收裝置中或傘艙內(nèi)。?

2）每道工序執(zhí)行三檢制度，由操作者、互檢者、檢驗(yàn)者共同檢查，這是多余物預(yù)防與控制的有效手段。?

3）某些產(chǎn)品安裝會(huì)出現(xiàn)難以預(yù)測的情況，工藝中無法對每一步操作提出具體要求，需要操作者根據(jù) 現(xiàn)場情況靈活掌握。如某型號(hào)的保護(hù)板安裝是封艙合蓋前的最后一道工序，也是最容易因操作不當(dāng)產(chǎn)生 多余物的一個(gè)環(huán)節(jié)。保護(hù)板與相關(guān)結(jié)構(gòu)之間既存在接口關(guān)系，又存在局部微小干涉，導(dǎo)致保護(hù)板面板的 局部變形以及安裝孔錯(cuò)位，同時(shí)某些結(jié)構(gòu)件遮擋了保護(hù)板幾處螺釘?shù)陌惭b路徑。如果操作不當(dāng)，螺釘極 易脫手，掉入并夾在主傘和傘艙之間的縫隙深處，常用的清除方法無法取出，只能拆除產(chǎn)品，取出主傘， 造成整個(gè)裝配工作前功盡棄，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致主傘與傘艙被劃傷，產(chǎn)品報(bào)廢，嚴(yán)重影響型號(hào)任務(wù)。因此， 需要裝配人員及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，針對性的摸索出一些操作技巧和方法，主要包括：a）安裝前必須按照工藝 要求用墊布填塞主傘與傘艙之間的縫隙；b）根據(jù)保護(hù)板與周圍結(jié)構(gòu)件的干涉情況、保護(hù)板變形情況以及 安裝孔錯(cuò)位情況，現(xiàn)場確定保護(hù)板螺釘?shù)陌惭b順序，并采用先擰入后擰緊的方法；c）根據(jù)安裝位置總結(jié) 出實(shí)用有效的操作方法，如雙指按壓擰入法、單指按壓擰入法（見圖 3）

多余物的檢查及清除方法

多余物的檢查及清除十分重要，是保證裝配質(zhì)量和系統(tǒng)正常工作的重要手段。 回收著陸系統(tǒng)裝配有兩種模式：一種是以某型飛船為代表的“傘艙交付→在整艙（器）上安裝傘艙 →安裝傘艙內(nèi)產(chǎn)品”的裝配模式，裝配工作全部在 AIT 總裝大廳完成；另一種是以某型衛(wèi)星為代表的“在 回收裝置內(nèi)完成產(chǎn)品裝配→回收裝置整體交付→回收裝置上星”的裝配模式，裝配工作全部在研制單位 內(nèi)完成。因此，多余物的檢查及清除要結(jié)合回收著陸系統(tǒng)裝配的特點(diǎn)，采取的方法要簡單、實(shí)用、有效、 易操作、對產(chǎn)品無損。

多余物的檢查方法

裝配過程中的多余物檢查方法主要有目視檢查法、內(nèi)窺鏡檢查法、照相檢查法、全程錄像檢查法， 具體應(yīng)用說明見表 2。

多余物的清除方法

常用的多余物清除方法主要有吹除法、粘除法、擦除法、吸除法、勾夾法，具體操作及應(yīng)用環(huán)境見表 3。

清除多余物要根據(jù)現(xiàn)場情況，選擇適合的清除方法。如對結(jié)構(gòu)凹槽、深溝處的多余物可先使用皮吹 或毛刷將多余物清理出來，再合理選擇上述方法清除。

控制效果

以某飛船回收著陸系統(tǒng)為例，在安裝主傘切刀時(shí)，由于主傘接頭結(jié)構(gòu)原因，切刀在壓入圓柱形安裝 孔的過程中，切刀上的密封圈受到結(jié)構(gòu)“啃切”作用，導(dǎo)致密封圈受損，被“啃切”掉的密封圈殘片尺寸大約在 1mm 左右，留在主傘接頭內(nèi)形成多余物。針對這種因主傘接頭結(jié)構(gòu)原因產(chǎn)生多余物的情況， 工藝人員通過優(yōu)化工藝流程、完善工藝方法、合理設(shè)計(jì)工藝裝備、提高裝配人員操作技能、細(xì)化操作方 法等措施抓好源頭控制，有效避免產(chǎn)生多余物，取得良好效果。采取措施前后的控制效果見表 4。

結(jié)束語

對航天器而言，多余物永遠(yuǎn)是一個(gè)繞不開的話題。航天器回收著陸系統(tǒng)總裝多余物如何得到有效的預(yù) 防與控制，對提高航天產(chǎn)品裝配精度，成功完成航天器飛行任務(wù)十分重要。隨著未來數(shù)字化裝配技術(shù)的不 斷進(jìn)步與廣泛應(yīng)用，在傳統(tǒng)多余物預(yù)防與控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，充分利用數(shù)字化技術(shù)手段，通過建立相關(guān)信 息的數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)全程數(shù)字化監(jiān)控和管理，進(jìn)一步提高航天器回收著陸系統(tǒng)總裝多余物預(yù)防與控制水平。

搬運(yùn)件完畢

原標(biāo)題：航天器回收著陸系統(tǒng)總裝多余物預(yù)防與控制

編寫人員：趙瑋 1 劉燕 2

（1 北京空間機(jī)電研究所，北京 100094；2 北京航天動(dòng)力研究所，北京 100076）

文件翻譯：無翻譯內(nèi)容

文件校對：Falcon 9

搬運(yùn)件出版方：ASPT-航天科普小組

搬運(yùn)件版權(quán)所有：搬運(yùn)件出版方無版權(quán)

原文件出版方：《航天返回與遙感》

原文件版權(quán)所有：《航天返回與遙感》編輯部

出版時(shí)間：當(dāng)?shù)貢r(shí)間2022

原文地址：http://journal11.magtechjournal.com/Jwk3_htfhyg/CN/10.3969/j.issn.1009-8518.2022.02.004