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致的質(zhì)量問題，因此應(yīng)當深入研究多余物的控制，逐步提高運載火箭產(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，工藝條件要求嚴格，稍有疏忽，在裝配生產(chǎn)過程中就會產(chǎn)生多余物。具有多余物的產(chǎn)品會產(chǎn)生隨機的嚴重潛在質(zhì)量事故，從而降低產(chǎn)品的可靠性。國內(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，進而清除多余物已成為航空航天工程技術(shù)人員的一項重要任務(wù)。因此，有必要對多余物展開分析，有效控制和分析其解決方法進行必要的理論研究。本文中對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)。對于總裝行業(yè)，多余物就是設(shè)計圖樣及其技術(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，主要包括脫落的標準零件、加工金屬屑、遺忘的裝配工具、鋼絲頭、焊渣、工藝零件、鉚釘?shù)取＿@些多余物屬于控制重點，具有嚴格控制規(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）生物化學多余物：生物化學多余物是一個相對較新的概念，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)。對于航天器總裝而言，生物化學多余物主要體現(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、潤滑劑、涂料等非金屬材料。比如美國“生物實驗衛(wèi)星Ⅲ號”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性質(zhì)，在室溫下就會釋放二氧化碳、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，對艙內(nèi)設(shè)備、總裝人員造成危害。

2多余物危害簡述

在火箭總裝氣密性試驗中產(chǎn)生的多余物可能會影響閥門性能，并導致火箭的局部功能障礙。一般來說，多余物危險性是較大且不確定的，一種多余物并不能絕對損害哪些產(chǎn)品的功能會產(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，進而使得發(fā)射試驗失敗的多余物。這種多余物更具致命性，是多余物控制的重點。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)動機的管道閥門，而碎步則是工作人員擦拭管道時疏忽遺留下的。

（2）嚴重多余物：造成航天產(chǎn)品局部性能降低，導致局部故障，存在一定危險性的。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，其危險程度仍然是致命的，必須嚴格控制。例如2005年某運載火箭功能檢查時，發(fā)現(xiàn)后箱安溢活門漏氣量超標，其問題的原因主要是溢流閥活塞密封表面殘留有組裝時產(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，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造成致命或者嚴重后果的多余物。該類多余物雖然不會造成嚴重后果，但可能造成局部性能下降，同時也可以暴露出相應(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，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塊未及時取出，遺留在產(chǎn)品上。目前，總裝氣密試驗過程當中產(chǎn)生的多余物多為一般多余物，甚至達不到一般多余物的等級。但是因多余物而導致的質(zhì)量問題并不見少，這表明總裝氣密試驗多余物控制已經(jīng)取得較好的成果，但在精細化程度上仍然不足，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

針對裝配的自身特點，考慮裝配過程的各因素，考慮實際生產(chǎn)過程多余物控制方案的簡單、無害、無損、經(jīng)濟、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接、滾轉(zhuǎn)、吊裝、轉(zhuǎn)運過程，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，在封艙前對艙內(nèi)每個角度照相放大檢查；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。主要是對目視、相機無法達到的部位、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。（2）音頻檢查。需要時在裝配過程中使用手持式音頻檢測儀器對已裝配的封閉部件內(nèi)部進行檢查

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入裝配現(xiàn)場風淋的方法防止。（2）洗：零、部、組件要采用適當?shù)娜軇┖陀行У姆椒ㄇ宄蓛?，例如超聲波清洗等。?）保護：指可能產(chǎn)生多余物的工序，將除裝配加工面外的箭體、艙體保護封閉起來。

3.2.2清理措施

（1）擦：指對產(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

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一步發(fā)展。