7月24日，中国空间站问天实验舱成功发射，是我国目前质量最大的单体航天器。
据悉，问天实验舱舱体总长17.9米，直径4.2米，发射重量23吨，相关指标比天和核心舱还要高，可谓更“强”更“壮”。制造这样的“大个子”，对中国航天实力是极大的考验。那么，这么大的问天实验舱是如何造出来的呢？
(资料图)
航天科技集团五院529厂是我国卫星、飞船的重要研制基地，也是空间站舱段结构的主要研制单位，已经完成了天和核心舱的研制任务。建造问天实验舱，挑战更多、难度更大，工艺技术人员凭借技术创新开展了顽强的冲锋，不仅创新突破了工艺瓶颈，研发了系列关键技术，保证了问天实验舱按节点高质量交付。
双筋皆修、虚实结合
问天实验舱由工作舱、气闸舱及资源舱三部分组成。其中，气闸舱肩负着长寿命及多种设备安装的使命，对重要承力结构件的要求很高。经过论证，航天科技集团五院的研制人员决定采用承力能力更高的内外双筋壁板结构。
与常规的外置筋壁板不同，内外双筋壁板需要在其内圆柱面上增加内置筋。这一操作的成形实施难度很大，而且成形缺陷、成形精度难以控制，稍有不慎即会出错。
从单筋到双筋，难度不仅仅是翻倍。外筋在外面，看得见、好操作；内筋在圆柱面内部，不仅不好操作，还要浑然一体、要求很高。研制人员开展了大量论证，进行了持续的数值仿真和试验验证。模具的设计至关重要：什么样的模具可以有效避让内筋？怎样保证双筋壁板内外两侧的成形精度？另外，内置筋的压弯成形轨迹是怎样的？工艺参数怎么设定？……这些问题以前从未遇到过，是必须啃下的硬骨头。
大家沉着冷静，开展了大量的缜密计算与论证试验，经过反复分析测试，工艺人员提出设计这样一种模具：先分、再拼，装配时避让开内筋位置，再进行产品的压弯成形，并得出了优化的压弯成形轨迹，设定了合理的成形路径和压弯工艺参数。模具搞出来了，工艺参数有了，内外双筋壁板顺利实现了精密成形，满足了设计需求。
问天实验舱。本文图片来源：载人航天办公室问天实验舱视频截图
问天实验舱中的工作舱舱段近10米长，是我国目前为止最大的载人密封航天器舱体。为了保证舱外安装载荷的正常工作，舱外72个设备支架的接口精度要求特别高。但正是因为“个子大”，舱体结构上的精密接口尺寸受温度的影响被放大了，导致支架装调过程中测量误差大。
与此同时，当前大型舱体研制使用的厂房空间大，产品研制周期长，实现厂房长时间恒定温度环境的难度很大。为此，研制人员集思广益，巧妙提出了一种虚拟恒温测量方法，依靠数学矩阵计算原理，通过将大尺寸调测转变为小范围精测，化繁为简、变大为小，得到从“实际到虚拟”的温度补偿值，从而将易受温度影响的测量环节可靠且稳定，最终保证了支架装配的高精度，成功为问天实验舱这个大体格雕琢出一个身形精准的外形，顺利保证了问天实验舱舱外载荷的高可靠工作。
以柔化刚、随形而动
问天实验舱有一个为航天员出舱使用的舱门，舱门的门框是由焊接的工艺方式连接的，是典型的空间曲线焊缝，要求焊接变形小、质量高，以便于后续安装舱门时的顺畅和航天员在空间站中使用便利。
从平面到空间、从直线变曲线，焊接难度也呈指数级增加，对于此类空间曲线焊缝的焊接，在以往型号研制过程中均采用手工的方式来完成，而问天实验舱产品焊接厚度增加到了5毫米，研制人员手工焊接时需要一层一层地焊，热量输入大、产品尺寸不易把握，焊接后的结构应力大，无法满足空间站长期在轨运行的高可靠要求。
怎么办？研制人员反复研究，只有一条路可走，那就是空间曲线自动化焊接。针对这个新技术，他们夜以继日的攻关、测试，设计了可柔性变化的焊接工装，以柔化刚、借力打力，既满足了自动化焊接的功能，又保证了空间曲线轨迹的可靠连接，顺利完成了密封舱舱门门框的焊接，各项指标均满足设计要求。
问天实验舱的舱壁加热管路可谓是舱体的太空防护衣，是贴合舱体内壁的温控层，将确保航天员们在问天实验舱中一直是适宜的温度。问天实验舱结构的增大，对舱壁加热管路的研制提出了新的挑战：大空间代表了加热管路的数量进一步增加，管路布局的整体走向且是空间的三维结构，为此加热管路截面设计成了“Ω形”，类似一个圆形加一个平面，其平面与舱体内部的曲面要高度地贴合在一起，以利于温度的灵敏控制。如何实现有效贴合呢？研制人员充分发挥创造力，创新提出了采用“柔性分区+整体成形”的技术手段，即以管路三维曲面高精度制造，贴合在问天实验舱舱体的内表面上，可谓是“随形而动”，顺利保证了舱壁加热管路的制造需求。
意与形合、质量为纲
所谓“意”，指在航天产品的研制过程中，要时刻保持如履薄冰、如临深渊的质量意识，将“风险识别到位、技术状态控制”始终放在首位。通过“意”的内化，制定空间站问天实验舱的产品保证计划与流程，全面、有序、规范地开展产品保证工作。
所谓“形”，指依据总体要求，在继承空间站核心舱产品研制经验的基础上，识别问天实验舱的技术风险与产品保证要素，制定相应的控制措施，建立问天实验舱产品完备的“生产基线”，全面梳理、细化、量化问天实验舱产品保证控制要素，并纳入研制流程实施。问天实验舱研制过程中，充分地将预先验收工作提前进行，及时发现并解决问题，确保产品实物与技术要求一致，无问题零疑点高质量出厂。
意与形合，体现了航天人追求的近乎完美的严苛质量！代表着质量要求的产品保证工作，贯穿着问天实验舱产品研制的全过程；随着产品保证工作的逐步贯穿、渗透，才将这么复杂的问天实验舱研制路线清晰地梳理出来。正是由于研制过程精密细致的质量保证工作，问天实验舱才得以茁壮成长，成功实现了“一次做对、一次做好，一次成功”！
通过一系列技术创新和科学管理，通过一次次解决技术难题，航天科技集团五院的航天人成功研制出了问天实验舱这个空间站中最强壮的大个子。未来的很长的时间里，这个强壮的身影，将会用优异的在轨表现，在太空家园中迎接着来自地球母亲的客人！
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