航天工程研究范文

导语：想要提升您的写作水平，创作出令人难忘的文章？我们精心为您整理的13篇航天工程研究范例，将为您的写作提供有力的支持和灵感！

篇1

不论是执行我国首次交会对接任务的“天宫一号”目标飞行器和“神舟八号”载人飞船，还是未来能够开展近地空间组装建造和运营、支持长期载人飞行、具备在轨开展空间技术试验的空间站，载人航天器软件都具有技术难度大、研制周期长等特点。针对以上特点，在交会对接任务阶段，载人航天器系统注重切合工程实际，运用风险分析与控制方法，致力于软件工程化的精细度和实际效果的提升，进而更有效地规避或降低软件(含FPGA等可编程器件代码，下同)研制中的技术、质量和进度风险，保证产品质量满足要求。载人航天器软件研制的风险管理依据《风险管理原则与实施指南》(GB/T24353—2009)和《装备研制风险分析》(GJB5852—2006)等标准和上级要求，与型号系统风险管理工作同步开展。风险分析与控制对策制定的风险控制关键节点包括:初样阶段初期、初样转正样、执行飞行任务前。

1.1初样阶段初期风险分析与控制对策

初样阶段初期，软件工程化研制并行于型号研制，基于航天器飞行任务要求、软件产品成熟度以及现有的软件工程化技术和管理能力，航天器系统应针对软件全生命周期中内部和外部两个方面进行全面的风险识别与分析。

1.2初样转正样风险分析与控制对策

应在型号正样阶段进行风险再识别、再分析，此时的风险分析工作应在初样阶段软件验收和软件系统研制总结的基础上，对正样研制阶段系统和分系统迭代设计过程带来的新增或完善性软件需求进行综合分析，总结初样阶段软件工程化实施过程的不足和研制短线，制定风险控制措施。

1.3飞行任务前风险分析与控制对策

飞行任务前的风险分析工作应综合正样阶段型号软件产品的需求验证和确认情况、系统级的综合测试(或者专项测试)情况、第三方软件评测情况、系统级软件验收和软件落焊情况进行分析，着重对技术难度高、飞行环境作用复杂和地面验证有局限性等可能带来的风险进行识别。

2型号项目风险管理基本原则

将风险管理与软件工程化和产品保证相融合，在软件系统的全生命周期中进行全面风险分析，及时识别出不同研制阶段的风险点或薄弱环节，给出针对性的控制措施与方法，并进一步细化软件工程化和产品保证要求，切实提升各环节的工作效果。风险管理工作应遵循的基本原则是:

(1)以确保软件产品功能、性能符合任务需求，安全、可靠地完成飞行任务为最终目标。软件研制风险管理要协调地融入整个型号研制过程中，确保型号研制阶段工程技术、质量趋势、研制计划安排的实现与型号研制任务的既定目标和要求相一致。

(2)强化风险控制过程的系统性、完整性和有效性。即针对软件研制过程中的各种内外部作用因素识别、分析风险，提出可操作性强的应对措施，将之明确在工程化或产品保证要求中，并对措施执行情况的符合性进行检查和确认，最终完成风险控制的闭环管理。

(3)关注各种软件产品质量信息(问题归零、技术状态更改、待办事项落实情况等)的收集、获取和综合分析，以及参与者之间的充分技术交底工作，注重风险管理工作的持续改进。

(4)在技术风险分析中，尽可能运用系统方法(FTA、FMEA、风险评价指数法等)，以产生一致、可对比和可靠的结果，提升控制效率。

3软件风险管理控制措施

3.1精细化软件研制技术流程和产品保证要求

风险管理所获成果应充分体现在软件工程化实施细则中，以统一所有研制人员的思想和步调，精细化编制系统级软件研制技术流程和产品保证要求，关键是要与型号系统工作密切关联且协调地安排工作项目和流程节点;要充分体现分级、分类和分层的管理理念，涵盖全面，突出重点。实践表明，其有效的措施有:

(1)分阶段对软件需求成熟度进行“瀑布式”和“非瀑布式”详细流程及工作项目的分类规定。

(2)越是短线环节，越应在流程中分解体现;越是工程化或产品保证薄弱环节，越应细化至具体的、可操作的要求。

(3)通过设置针对性的软件产品保证细化要求或者关键质量控制点的方式，降低概率较大风险发生的可能性。

3.2需求完整性和正确性保证

软件需求的完整性和正确性是决定软件产品质量的关键之一。如何及时确定完整、正确的软件需求，避免不必要的反复，也是复杂航天器工程中的难点之一。针对此，本文提出以下措施:

(1)坚持运用自顶向下逐级细化分解-自下向上逐级综合完善的分析与设计方法，适时组织开展系统与分系统、分系统与单机、分系统与分系统间协同-联合设计，并有计划地在详细设计阶段安排多次迭代逼近过程。

(2)应力求系统、分系统和单机各级功能设计与可靠性、安全性分析与设计的协调与同步。

(3)应通过软硬件联合设计，实现资源配置和功能分配合理，软硬件接口设计匹配、可靠。

(4)在单机级测试阶段，尽可能地模拟与软件运行场景相对应的软件测试环境(如数字或半物理仿真)，有效验证软件需求并加速其迭代获取过程的逐步收敛。如果经过分析，在单机阶段不能完全模拟软件真实运行场景，可以通过系统及或者专项试验进行验证。

3.3可靠性、安全性保证

可靠性、安全性保证是复杂航天器系统工程中的重点，软件产品除自身的健壮性和安全性保证外，还要实现上级的可靠性、安全性需求，以下要点有助于期望目标的达成:

(1)各级FTA、FMEA、危险分析以及应急救生和故障处置对策等可靠性、安全性设计应坚持逐级细化分解、逐级综合完善和有计划迭代逼近的方法，以保证软件系统和产品的安全关键或任务关键分析有据可依，并及时将相应的保证需求细化。

(2)软件产品自身的健壮性和安全性保证应充分落实软件可靠性和安全性设计准则的规定或采纳指南中的建议，并及时通过常见多发案例的举一反三及时进行自省、纠正。

(3)应对可能滞后的软件需求实现，在软件设计阶段特别是概要设计阶段就应重视运用专业技术方法，以保证良好的可扩展性和易维护性。

(4)运用中断冲突分析、时域-空域资源分析等方法，有助于有效发现嵌入式软件产品的深层次缺陷，提高健壮性。

3.4测试/试验验证保证

强化航天器软件系统在各级、不同场合的测试和试验验证以及第三方评测是保证软件产品质量满足要求的主要手段。要进一步提升其效果，应注重以下要点:

(1)高度重视需求分析的全面性以及功能、性能分解的细化;高度重视需求规格说明的完整性和无歧义，并向测试者传递、沟通到位。

(2)测试覆盖性分析决定着测试/试验验证规划和方案设计的全面性和合理性，决定着验证环境等保障条件建设是否能够及时到位。应力求与需求分析同步完成。

(3)“飞什么，测什么”是保证验证覆盖性和有效性的首要原则。对于功能模式多、性能指标要求高的复杂产品，测试/试验验证规划十分重要，须将验证目标和项目精细分解，分配在各级和不同场合的测试/试验中;对地面无法或真实模拟测试/试验验证的项目，应及早探讨其他有效验证手段。

3.5适时开展针对性强的专项活动

针对具体问题，适时开展风险控制专项活动通常效果显着，可借鉴采纳，如共性案例分析与解决方案培训、组织专家审查把关技术难点项目、方案总体－技术总体－软件研制方联合走查、落焊过程控制、软件系统与飞行程序/飞控预案协调性复核等。

4结语

风险管理的根本目标是及早发现问题，防患于未然。载人航天器系统研制过程中实施软件项目风险管理的实践证明:风险分析与软件工程化的系统融合是推进精细软件工程化、提升软件产品保证能力的有效方法。因此，在型号项目全过程管理过程中，需要全面分析和识别风险源，提出切实有效的控制措施，并严格落实在各研制阶段，规避各种隐患。

(1)关键技术或新产品的攻关进展滞后，是影响型号系统初样乃至正样研制进度和质量的主要风险因素之一。要有效规避或降低该类问题带来的风险，须在方案阶段做好风险分析和控制对策(特别是各级管理和保障方面的措施)制定工作，并切实落实到位。

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[DOI]1013939/jcnkizgsc201623163

1工程概况

河北省清东陵高速公路四标段起点里程K21+500，终点里程K28+707203，全长7207千米。采用双向四车道高速公路标准建设，路基宽度245米，设计速度80千米/小时。设计路基挖方474517万方，填方1323106万方。

本试验段位于遵化市大玉线与清东陵高速交叉口东侧山坡上，本次试验段里程：K25+890～K25+990；选取K25+900（半填半挖路堤）、K25+930（半填半挖路堤）、K25+980（路桥过渡段）三个试验断面。

本试验段为半填半挖路基，为提高路基整体强度、减小填方区与挖方区的不均匀沉降，在铺土碾压至下路床顶面时，对路堤全幅进行强夯处理，并铺设双层双向土工格栅，控制填方路基与挖方路基的不均匀沉降。

2强夯施工工艺

强夯施工可按下列步骤施工：①清理并平整施工场地；②标出第一遍夯点位置，并测量场地高程；③起重机就位，使夯锤对准夯点位置；④测量夯前锤顶高程；⑤将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平；⑥按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击；重复步骤③～⑥，完成第一遍全部夯点的夯击；⑦用推土机将夯坑填平或推平，并测量场地高程，计算本次场地夯沉量；⑧在规定的时间间隔后，按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，最后用低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程。

满夯施工可按下列步骤进行：①平整场地；②测量场地高程，放出一遍满夯基准线；③起重机就位，将夯锤置于基准线端；④按照夯印搭接1/4锤径的原则逐点夯击，完成规定的夯击数；⑤逐排夯击，完成一遍满夯，用方格网测量场地高程；⑥场地整平；⑦测量场地高程，放出二遍满夯基准线；⑧重复③～④的步骤完成第二遍满夯；⑨平整场地（若设计满夯为一遍时，步骤⑦～⑨略去）；⑩测量场地高程。

3强夯数据分析

夯击次数与累计沉降量、对应沉降量关系曲线见图1和图2。

通过对现场强夯试验的数据分析，得出结论：累积夯沉量随夯击次数增加而增加，每击夯沉量随夯击次数增加而减小。由图1、图2可看出，单点夯击6～7次后，夯沉量趋于稳定，且小于2cm，如果以8次夯击后的夯沉量作为总夯沉量，夯击次数为6～7次时，夯坑累计夯沉量已达总夯沉量的95%左右，因此，6～7次可作为最佳单点夯击数。

4夯后K30试验数据分析

强夯作业后进行K30试验，对强夯作业质量进行检验。在K25+900、K25+930、K25+980三个断面进行试验，K30试验σ与s曲线及线性趋势线如图3所示。

图3K30试验σ与S曲线及线性趋势线对K30试验数据进行分析，强夯作业后，K25+900、930、980三个断面的地基系数K30的值分别为234、241、243MPa/m，远大于设计要求的150MPa/m，说明本次强夯作业对路基承载力提高效果显著。

5结论

通过现场实验数据可以看出，强夯后山区高速公路填挖交界处的地基承载力得到大幅提高，这对半填半挖路基造成的不均匀沉降有很好的控制，建议以后遇到类似工程问题时，先采用强夯法进行路基处理，使承载力得到补偿，同时结合上面铺设的土工加筋材料，使填挖两处的路基形成整体。

参考文献：

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哈尔滨工业大学航天学院于1987年6月经国家航天工业部批准，哈工大将控制工程系、无线电工程系等合并，成立了航天学院。这是我国第一个以培养高级航天专门人才和从事航天高技术研究为主的学院，也是国际宇航大学在亚洲唯一常设分校的依托单位。九十年代初，学校又将激光和光学工程两个专业划入学院，并在航天部的支持和中国空间技术研究院的协助下，建立了我国唯一的卫星工程和飞行器环境工程两个航天类新专业。

航天学院是1987年6月经国家航天工业部批准，由学校将控制工程系、无线电工程系、力学系和飞行器总体研究室组建而成，这是我国第一个以培养高级航天专门人才和从事航天高技术研究为主的学院。

（来源：文章屋网 ）

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航天组织管理系统的建立，应用的信息化技术与网络技术，不仅要对系统的持续更新，而且还需要确保组织管理系统能够满足航天行业的发展需求，那么对组织管理系统的建立，对相关工作人员提出更高的要求，具备专业技术与综合能力，能够以行航天行业可持续发展为建立思维，对组织管理系统的分析、设计、试验等，满足航天行业发展需求，确保航天组织管理系统的技术水平，使其能够在航天领域中充分发挥出自身的作用与价值。在航天组织管理系统中，所包括的工作内容比较多，其中就包括航天信号人物，能够对航天发展计划进度、成本经费等严控，创新多样化的管理方法，确保各项工作任务都高效率、高质量地完成，从而提升我国综合实力。

1航天组织管理系统思维分析

航天领域的发展，对信息化技术水平提出更高的要求，考虑到航天组织系统结构的复杂性，在建立与应用的过程中，还需要相关工作人员能够结合工作需求、影响因素的综合分析，制定完善的实施方案，满足各项工作需求，对多种学科、信息化技术的综合管理。基于信息化时代背景下，为促进我国航天领域的可持续发展，还需要在技术水平方面不断地突破。考虑地貌航天系统在实际应用过程中的自然环境、力学环境等，在地面上对其进行空间环境的模拟，还是需要对其不断地实验与研究，能够利用科学依据对相关问题的有效解决。对航天组织管理系统的制定，最主要的核心思想就是满足航天领域发展需求的同时，不断提升航天组织管理系统的技术水平，针对不同型号的研制，在技术选择方面有不同的要求，而其自身所存在的复杂性，对其的研制周期也比较长，在研制的过程中需要大量的资金费用。除此之外，航天组织管理系统还具有战略性特点，还需相关领域与人员积极配合，针对复杂的合作关系有效处理，对各类技术风险的有效控制，才能不断实现飞行试验“一次成功”的目标，对航天项目管理提出更高的要求。

2航天系统工程方法探究

2．1航天系统的总体设计

与其他组织系统的建立与实施相比较，航天系统的建筑与实施存在一定的复杂性，会在发展过程中受到一些因素的影响，对航天领域的发展造成阻碍。为了促进航天领域的发展，还需要相关部门与人员对航天系统的建设提高中暑，对其方法的创新，明确具体的研制对象，全面掌握研究对象的各种特点，在航天系统工程设计过程中，能够把工程系统结构、功能逐级地分解，既可以对其进行系统管理，又满足单机需求。无论从部件到分系统，还是从系统协调到系统等，都能够明确航天工程系统的思维理念，满足航天领域对其的应用需求，真正意义上实现了航天工程系统整体功能、性能的“1＋1＞2”的发展目标。

2．2航天工程系统设计过程

航天系统工程，所包括的内容比较多，能够满足航天领域各项工作发展需求，而对其系统功能的设计，还需对其逐一地分析，反复试验，确保系统的稳定性与安全性，使航天系统工程的结构发生变化，满足发展需求的同时，利用信息化技术对其不断地创新与研发，提升航天系统技术水平，优化系统功能，为航天领域的信息化、智能化发展起到促进作用。

2．3定量分析法

对航天系统工程方法的创新，最重要的基础条件就是结合其自身发展详细分析，建议采用定量分析法，可对工程系统、功能的分析，再结合运筹学对其研究对象的预测分析，借助BIM技术，把相关信息数据输入到BIM系统中，可建立三维立体模型，有利于相关科研人员对其直观地观察与探究，逐渐成为航天系统工程重要的方法。除此之外，还可以利用计算机仿真技术，以已知的基本科学定律、实践经验为基础条件，建立航天系统工程数学模型、仿真模型，并且采用现代化信息技术，对其进行不断地仿真试验，把每次仿真试验相关信息详细记录，可为航天系统工程方法的创新提供重要信息依据。

2．4航天系统工程管理

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主管单位：桂林航天工业高等专科学校

主办单位：桂林航天工业高等专科学校

出版周期：季刊

出版地址：广西壮族自治区桂林市

语

种：中文

开

本：16开

国际刊号：1009-1033

国内刊号：45-1257/V

邮发代号：

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：1996

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核心期刊：

期刊荣誉：

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载人航天是高技术密集的综合性尖端科学技术，它集中了现代科学技术众多领域的最新成果，载人航天的发展水平全面地反映了一个国家的整体科学和高技术产业的水平，特别是自动控制、计算机、推进、通信、遥感、测试、新材料、新工艺、激光、微电子、光电子等技术以及近代力学、天文学、地球科学、航天医学及空间科学的水平，而载人航天的发展，同时又对现代科学技术的各个领域提出了新的发展需求，从而进一步推动我国科学技术的进步和高技术产业的发展。

这些领域的高新技术谁也不会卖给你，是花多少钱也买不来的。科技实力是一个国家综合实力的重要组成部分，而尖端科技的取得，只有依靠自身的力量获得。

载人航天对经济建设具有重要推动作用

航天领域每投入1元钱，将会产生7元至12元的回报――这是美国、欧洲多家研究机构采用不同模型和方法得出的评估结果。上世纪60年代，美国的“阿波罗”登月计划共获得了3000多项专利，并使美国的高新技术产业发展受益匪浅。有3万多种民用产品得益于研制航天飞机发展出的技术，其中人工智能、遥感作业等技术的转移又带动了整个工农业的繁荣。

目前，虽然载人航天直接经济效益还不明显，但是，载人航天活动开发的许多新技术、新产品，已经在带动传统产业技术改造、提高经济效益、促进经济建设等方面，发挥了重要作用。例如：全世界的人大多吃土豆，而我国是世界土豆种植大国，可中国土豆的质量差，“肯德基”制作土豆泥时只用美国土豆，不用中国土豆，在我国的连锁店每年消费的土豆泥、薯条，金额达数亿元。据了解，我国科研人员早就繁育出了这种专用品种的土豆。但种薯繁育至少需要五六年的时间，产量低、成本高，农民买不起。正当我们科技人员束手无策的时候，美国人用载人航天中的空间环境控制技术解决了这些问题。如果我国早进行载人航天，如果我们的科研人员早掌握这种航天环境控制技术，或许我们这个土豆生产大国就不会出现这种尴尬局面。

我国载人航天少花钱、多办事

航天工程办公室的数字表明，从载人航天工程启动到2005年完成神舟六号飞船发射，即完成载人航天工程第一步时，工程总花费约200亿元人民币；从2005年载人航天第二步开始实施到神舟八号发射为止，工程花费约150亿元人民币。中国载人航天20年的花费“不及美国一年的投入”。近年来，美国国家航空航天局每年的预算大概在170亿到180亿美元，俄罗斯不断加大投入，欧洲和日本也保持了平稳发展态势。

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【摘要】航天元器件的可靠性直接影响航天工程的成败，对于航天元器件的可靠性采购管理是航天工程的重要方面。本文首先分析国内外航天元器件的发展现状，然后经验总结了元器件可靠性采购的若干方面，最后根据国内外发展现状提出了元器件管理可持续发展的几点设想。

关键词 航天元器件；可靠性采购；元器件管理

The Reliability of the Procurement and Management of Aerospace Components

LIAN Jin-gen

（The Institute of Shanghai Aerospace Control Technology, Shanghai 201109，China）

【Abstract】The procurement and management of aerospace components is an important aspect of aerospace engineering, with it directly affects the success or failure of the reliability of Aerospace Engineering. First, the present development situation of domestic and foreign aerospace parts are analyzed on this paper. Second, some aspects of component reliability procurement are summarized by the experience. Finally, according to the current situation of domestic and abroad development, several suggestions of sustainable development management of components are proposed.

【Key words】Aerospace components;Reliability of procurement;Component management

0　引言

航天技术水平体现了国家的政治经济实力，并直接关系到国家的战略与形象。世界各国都在大力发展自己的航天事业。而航天元器件作为航天工程的关键通用产品，对航天工程的功能、性能、寿命、研制周期、成本以及任务成功都有着极其重要的作用和影响，其质量与可靠性直接影响航天工程的成败[1]。

元器件的可靠性是可靠性技术产生的两个重要应用领域之一。可靠性问题是军用电子设备的特殊问题，最早是在第二次世界大战提出并开始致力解决的问题。可靠性技术基于两个重要的理论基础：失效物理和概率统计，同时，它产生了两个重要的应用领域，即系统可靠性和元器件可靠性。在元器件可靠性领域又进一步可分为元器件固有可靠性和使用可靠性。前者主要研究元器件的设计与研制过程中的可控性，后者侧重于研究在电子系统研制中如何选好、买好、用好和管理好元器件，防止、控制引入过应力而损坏可靠元器件和接收、使用可靠性不能满足要求的元器件。

本文重点讨论航天元器件可靠性采购管理，即使用可靠性。首先分析国内外航天元器件的发展现状，然后总结了航天元器件可靠性采购的几个方面，最后提出对于元器件管理可持续发展的几点设想。

1　国内外航天元器件的发展现状

1.1　国外航天元器件发展现状

目前，世界航天大国极其重视元器件的质量与可靠性工作，将元器件的采购管理作为国家级战略技术资源，给予极大的关注与努力。下面从美国航天元器件的发展情况为例进行分析[2]。

美国航空航天局（NASA）的EEE元器件保证工作组（NEPAG）和EEE元器件与封装项目组（NEPP）有效负责航天元器件的技术研究以及任务实施。美国不仅关注航天元器件的很多方面，而且注意把有限资源分配到关键元器件的研发。在2005年NEPP基金的分配表中，14%用于FPGA的改进，12%用于存储器的改进。在2006年，美国政府授予洛克希德?马丁公司价值约150万美元的合同来实施一项航天项目，名为“宇航用高运行温度中波红外焦平面阵列”计划，分3个阶段，历史36个月，非常主要关键元器件的研发。

在美国，除了由NASA统一领导和保障元器件的质量与可靠性，美国还形成了相对完善的航天工业管理体制。美国总统和国会为方针政策决策层，由总统负责航天、导弹工业发展的方针政策和战略决策，而国会进行相关管理的立法工作，以监督有关部门的管理工作，并以预算拨款和政策对航天、导弹工业来宏观调控。NASA为计划层，国防部是军用航天和导弹的主管部门。

美国航天元器件的发展，除了离不开国家和政府的高度重视，还归功于美国强大的工业水平。美国非常重视国家安全基石的原材料设计、生产、制作以及测试等基础能力的建设。最近，美国针对航天工程的巨大需求，大力推进先进制造技术，并在快速响应制造、精密制造以及特种加工等技术领域取得了重大进展。

1.2　国内航天元器件发展现状

我国对于航天关键元器件的发展尤为重视。我们对“航天关键元器件”的判定条件是[2]：①对航天工程功能、性能、可靠性和环境适应性起决定作用且可替代性差；②元器件或其技术不易获取。可获得性差，满足其一即是航天关键元器件。

依据上述两条判据，通过对一些航天重点型号所用关键元器件的整理，航天关键元器件主要有运算放大器、A／D(模拟／数字)和D／A转换器、电压调整器等集成器件、大规模FPGA、DSP(数字信号处理器)、高性能CPU(中央处理器)等单片集成芯片，以及长寿命、高可靠的空间用固态放大器、行波管放大器等。

我国航天关键元器件中的大部分都是依靠从国外进口。在航天事业发展初期，火箭上的绝大部分器件采购的是国产元器件，少部分是由航天内部研制，如弹载计算机、接插件等。后来，随着航天事业的不断发展，进口关键元器件比例越来越大。在20世纪90年代后期至本世纪初，在我国研制的设计工作寿命为15年的卫星中，采用国产元器件的数量约占总数的85％，但关键元器件，如存储器、FPGA、等基本依赖进口，此时，航天元器件严重依赖进口的问题进一步凸显出来[3]。

航天关键元器件如果大量采用国外引进元器件，必将导致航天工程项目核心技术指标、进度以及建设成本等受制于人。并且，一些进口的关键元器件在使用过程中发生失效，但国内无法分析，往往需要送往国外分析，这就使得归零的周期和协调难度大大增加。比如在载人航天工程两个型号中，部分DC／DC电源模块是从国外某公司进口的产品，但其产品出现失效至今，两型号中仍各有一只未得到国外的失效分析结果。

由此可见，要想实现航天技术的可持续发展，减小进口元器件带来的安全隐患，改善航天关键元器件不断受制于人的局面，积极推进航天关键元器件的自主研发是当务之急。

2　航天元器件的可靠性采购

2.1　元器件降额采购准则

降额设计是航天工程可靠性设计的重要方面，也是元器件采购中需要执行的重要准则。在电子设备的设计准则中，通常都对器件的降额使用做出了明确的规定。我国参照的元器件降额标准GJB／Z 35—93《元器件降额准则》[4](以下简称《准则》)不仅是电子设备可靠性设计的重要准则，而且是电子设备设计方案可靠性评估的主要依据，在工程项目中得到了广泛的应用。但是随着元器件的快速发展，该标准在应用中也出现了一些需要注意的问题，主要表现在以下几个方面：①部分元器件的降额准则不够详细。在该准则编制时，对部分元器件的认识不足，没能按降额等级给出对应降额量值以及降额曲线。然而20年来，随着元器件的广泛应用，积累了一定的应用数据及元器件主要失效模式的研究成果，从而对元器件有了较为深入的了解，已为确定元器件在不同降额等级下的降额量值并给出详细的应力计算方法和降额曲线奠定了基础。②缺少新材料电子元器件的降额准则。在元器件的发展中，各种新材料不断的应用，从而改善了电子元器件的工作性能。但是对于新材料元器件，准则中给出的降额量值也需要作对应的调整。③采用新结构的元器件降额准则也需要调整。修正并补充采用新结构电子元器件的降额准则，将对相关电子设备可靠性设计工作提供了可靠指导。

2.2　常见可靠性筛选方法

可靠性筛选，是一种剔除由于元器件制造工艺形成潜在缺陷的前期失效产品的技术，已经广泛应用于各类电子产品的研究和生产中。筛选的主要功能在于通过对电子产品的100%非破坏性的筛选试验，从而剔除具有潜在缺陷的前期失效产品，使产品度过浴盆曲线的前期失效阶段。因此在元器件产品的整个寿命周期，必须采取主动的工艺手段，对电子产品施加适当的应力，使其潜在的缺陷被激发，潜在隐患提前暴露，以提高产品的质量。目前常规所用筛选方法有下面几种[5]：

①检查筛选。镜检筛选和目检筛选是集成电路的重要筛选方法，简单高效，对检查电子芯片外表的各种缺陷，观察内部的焊接、引线键合、封装的缺陷等非常有效。镜检主要包括光学、声学以及电子扫描显微镜，另外还有X射线以及红外射线显微镜等检查筛选技术。

②功率老化筛选。功率老化筛选是对产品施加外部的过电应力，以促使前期失效器件潜在的缺陷暴露从而被剔除，有效地去除元件生产中产生的工艺缺陷以及金属化膜过薄、划伤等。

③密封筛选。密封性筛选是用来检查芯片的封装残留气氛以及密封不良而渗透进去的水汽，具体可以分为浸液检漏筛选、气泡筛选、放射性筛选和氦质谱仪检漏筛选等。

④环境的应力筛选。环境的应力筛选是对产品施加比较合理的环境应力，将其内部的潜在缺陷进行加速变成故障，然后通过检验发现并排除的过程。目前为止，环境的应力筛选是国内外使用最广泛，并且最有效的一种筛选方法。

3　可持续发展的元器件管理设想

3.1　立足急需元器件的国产化

日本、欧洲等航天大国在实现航天关键元器件的自主发展过程中，都会结合本国国情，有选择、有重点、有策略地发展。从前面对我国航天关键元器件发展现状分析来看，我国目前航天元器件涉及的产品品种较多，如果要想实现自主研发，必须有重点、有策略发展。目前，SoC(片上系统)技术可以把一个单板系统或者整个控制系统的全部功能在一块芯片上实现，大大减小系统的体积重量，提高了产品的功能密度、系统性能以及系统可控度，是航天工程高性能和小型化需求的有效途径。我国也可以参考日本SOI—ASIC器件的发展经验，选择SoC为突破口，集中资源对SoC重点投入，进行重点研发。

3.2　统一受控的元器件供应途径

电子技术的快速发展，对元器件的发展产生了很大影响，其中民用器件的市场份额和效益大增，而军用、航天等可靠性高的元器件的市场份额则大幅下降，已由以前的25％降到不足l％，并且有继续下降的趋势。由于航天元器件的特殊应用特点和任务使命，确保其稳定的供应有很大难度，因此，不能仅仅依靠市场调节行为，必须要在国家层面上来解决相关资源的配置并进行统筹管理，建立起国家级资源配置平台，对航天工程有着重要影响的一些元器件项目进行重点的投资攻关，确保其稳定供应。

在这方面，美国为我们提供了学习的经验，如美国建立了统一受控的供应途径，如：①NASA为了保障航天元器件的稳定供应，建立了航天元器件资源平台NPSL(NASA Parts Select List)。NPSL是政府建立的供应线，NASA将其看作为国家必须控制资源，其从应用、研发以及技术支撑全面控制。NPSL也是NASA航天元器件产品的规范体系，NPSL共有2000多页，内容涵盖元器件型号的规格、技术性能、厂商、规范依据、预定的应用等级要求等。NPSL由NASA的NEPAG组织进行管理控制，对于选择列入NPSL的航天元器件必须经过NEPAG的审查评估。不仅如此，NASA还建立了两个核心的CSL，为航天元器件的供应提供保障。②为充分利用各个成员国的有效资源，提供行业互认标准，美国建立了统一的ESA元器件选择目录(EPPL)。它是ESA航天元器件的资源平台，可以引导用户选择并采用能够覆盖绝大多数设计的有限元器件类型，有效减少重复，实现品种的压缩，从而通过器件数量的增加来降低成本以及改善系统的可靠性。经ESA鉴定合格的元器件已进入NASA的NPSL、JAXA的QPL和QML。

因此，建立统一受控的元器件供应途径，可以保障关键元器件的稳定供应，并增加系统可靠性。

3.3　积极推行元器件的标准化

目前，NASA、ESA、JAXA已经制定了航天元器件标准体系和配套的标准，能够用来技术成果的固化和传递。通过标准来总结经验、提高安全可靠性、控制问题的重复发生、加强风险管理能力、促进技术发展水平，满足支撑航天项目的需求。由此可以看出，对于工程师以及技术人员来说，标准规范在工程项目设计、研制和生产等方面都是非常重要和关键的技术资源。

NASA的航天元器件标准体系充分的利用了其政府标准和国家军用MIL标准，通过贯彻执行各类元器件的产品规范、标准及其它工程文件手册，支持了元器件的设计、选用、生产、检验、应用、失效分析等各个环节的严格控制。产品规范是NASA标准的主体，只有据此进行质量认证的元器件产品才可以成为NPPL的主要备选对象。NASA还充分总结了工程应用经验，形成了大量的、有借鉴价值的工程实践以供参考，这样也形成了以规范标准为基础和手段，具有结构清晰、内容规范可控、保障完善等特点的应用质量体系。

3.4　库存元器件的有效管理和使用

在对元器件、原材料选型后就进入采购周期阶段，并按合同要求节点到货后，进行复验以及二次筛选，合格以后取回入所，入所质量的控制至关重要，比如，对功率模块、霍尔器件、电感和磁环等有特殊应用要求的元器件，设计师必须拟制检验要求以及技术协议。对元器件、原材料的使用情况、物理尺寸、无害的电性能实验测试做出详细的描述，质量师据此检验要求来完成基本的入所质量检验。元器件、原材料在入库之前，设计师依据课题型号编写相关元器件的配套表，把元器件的名称、规格型号、批次、印制板的代号、数量、封装形式、质量等级、生产厂家全部写清楚归档。在使用时，依据元器件配套表将元器件以及合格证领出，对元器件进行静电防护、包装、运输等，将领出的元器件入到本单位元器件库备用。

在元器件库存管理中，还会遇到超过有效期问题。超过有效期贮存期的航天元器件，应当先进行超期复验。在元器件超期复验中进行失效分析，发现功能已经失效或者不合格率(PDA)超差(适用时)，必须对失效件进行失效分析，失效分析的管理按QJ3065.5和相应管理文件的规格执行。若失效分析结论为批次性问题，则整批元器件不能用于项目型号。

另外，元器件在装机使用前还要进行必要的质量控制，以满足可靠性需要。根据系统对元器件的可靠性需要，剔除元器件的早期失效和潜在缺陷，开展元器件质量控制工作。

3.5　政府企业质量控制多重把关

元器件质量保障是高技术的系统工程研制部门经常采用的一种先进有效的质量管理方法，也是航天产品可靠保证的重要领域之一。根据对美国国防部、NASA、ESA的航天元器件质量保证工作的发展现状研究发现，航天型号对使用的元器件的质量和可靠性要求越来越高，但我国与国际水平的差距却在不断地拉大，与航天需求间的矛盾不断加剧。未来，必须改变发展思路，管理协调、机制创新，不仅要在元器件的采购、筛选、检测和使用过程中，加强质量保证控制，确保元器件的使用质量，还需要国家高层在战略层面上采取一些特殊举措，建立自主可控的关键航天元器件产品保障体系，以保证我国航天工程协调、可持续地发展。

4　结束语

航天元器件的可靠性是航天工程的重要方面，在国内航天元器件发展管理还不完善的情况下，必须积极借鉴国外航天大国的经验，做好可靠性采购，并立足国产化，积极推行有效的管理经验，严把质量关，实现我国航天元器件的可持续发展，确保我国航天工程的蓬勃发展。

参考文献

［1］桑娜,王敬贤.国外航天元器件发展经验简析[J].航天元器件,2010(4)：28-31.

［2］姚莉,王敬贤,蔡娜.国内外航天关键元器件发展初探[J].航天标准化,2013(1)：26-29.

［3］方怡.元器件国产化应用管理的探讨[J].质量与可靠性,2013(4)：46-49.

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众所周知，中国载人航天工程分为三步走。第一步发射无人飞船和载人飞船，建成初步配套的试验性载人飞船工程，开展空间应用实验；第二步是要突破载人飞船和空间飞行器(如轨道舱)的交会对接技术，并利用载人飞船技术改装、发射一个8吨级的空间实验室，解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题；第三步是要建造载人空间站，解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。随着“神舟”飞船系列的成功发射，载人船天工程第一步任务已圆满完成。

为实施载人航天工程第二步任务而研制的天宫一号目标飞行器，目前已突破所有关键技术，正在按照计划进行总装和测试。它重达8吨，虽然重量接近于神舟号飞船，但却采用全新设计和许多新技术。其构造为两舱型，分别为前边的实验舱和后边的资源舱，使用寿命定为两年。可用于航天员驻留期间的在轨工作和生活。实验室的前端装有对接、对接测量和通信设备，最重要的作用就是进行航天器的交会对接实验。

我国将于2011年先后发射天宫一号和神舟八号飞船，让两者均运行在距离地面约400千米高的近地轨道上以实施首次空间飞行器无人交会对接试验。由于两个航天器在太空中都以每小时2.8万千米以上的高速运行，因此一旦在对接过程中稍有不慎，就可能发生相撞事故，所以航天器空间交会对接大都采用无人自动方式来进行。

天宫一号的主要任务是，在额定的两年在轨运行期间，除与神舟八号飞船实现空间交会对接外，还要与神舟九号、十号两艘飞船先后进行对接，依次完成与三艘飞船的联袂飞行。其中，神舟八号、九号两艘飞船已明确为不载人飞行，主要完成无人交会对接试验任务。神舟十号飞船可能载人飞行，航天员将入住天宫一号，并开展一些科学实验。

按照工程计划，2015年前，再陆续发射天宫二号、天宫三号两个空间实验室。神舟号飞船将进行载人飞行与之对接，解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题。天宫二号将主要开展地球观测和空间地球系统科学、空间应用新技术、空间技术、航天医学等领域的应用和实验研究。天宫三号将主要完成再生生保关键技术试验、航天员中期在轨驻留、货运飞船在轨试验等任务，还将开展部分空间科学和航天医学试验。其与货运飞船的对接将首次检验后者的太空飞行技术性能。两个空间实验室的发射、运行和应用，将为实施载人航天工程第三步任务积累经验和提供借鉴。

在轨组装空间站

空间站是一种在近地轨道上长时间运行、能供多名航天员在其中生活、工作和巡访的载人航天器。小型的空间站可一次发射完成，较大型的空间站需分批发射组件，在太空运行轨道上组装成为整体。空间站的基本组成以一个载人生活舱为主体，再配加有不同用途的舱段，如工作实验舱、科学仪器舱等，同时对接着救生载人飞船。

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主管单位：中国航天科技集团公司

主办单位：上海航天技术研究院

出版周期：双月刊

出版地址：上海市

语

种：双语

开

本：大16开

国际刊号：1006-1630

国内刊号：31-1481/V

邮发代号：

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：1984

期刊收录：

核心期刊：

中文核心期刊(2004)

期刊荣誉：

Caj-cd规范获奖期刊

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飞行器设计与工程是一门普通高等学校本科专业，属于航空航天类专业，基本修业年限为4年，授予工学学士学位。

飞行器设计与工程专业培养掌握航空航天飞行器设计相关专业知识，具有一定技术创新、工程实践能力和管理能力的高级工程技术人才和管理人才。

2、航空航天工程专业

航空航天工程专业是一个专门化学科，培养具有扎实的数学、物理、力学、计算机等基础理论，掌握航空航天领域的多学科知识，具有良好的综合能力和创新意识的高级人才。

该专业的学生应掌握数学、物理、动力学与控制、空气动力学、材料与结构、工程热力学、控制系统原理、飞行器总体设计、航空电子系统、飞行器制造工艺及设计、实验等方面的基础理论和专业知识，具有飞行器总体、结构与系统设计分析的能力。

3、飞行器动力工程专业

飞行器动力工程专业培养具备飞行器动力装置或飞行器动力装置控制系统等方面的知识，能在航空、航天、交通、能源、环境等部门从事飞行器动力装置及其它热动力机械的设计、研究、生产、实验、运行维护和技术管理等方面工作的高级工程技术人才。

4、飞行器制造工程

飞行器制造工程专业旨在培养从事飞行器制造领域内的设计、制造、研究、开发与管理的高级工程技术和管理人才，需要研读4年，毕业后授予学位工学学士。

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生产实习单位简介： 中国空空导弹研究院，是国家专业从事空空导弹、发射装置、地面检测设备和机载光电设备及其派生型产品研制开发及批量生产的研究发展基地，是国家重点科研院所之一。

研究领域覆盖导弹总体设计与制导、自动控制、无线电、红外、激光、微波、计算机、通讯、精密机械、火箭发动机、信号处理、机械设计与制造等。

作为中国研制高精尖武器的国家队，研究院拥有国内一流的厂房、实验设施，拥有万余台套专用仪器和设备，拥有先进的制造、批量生产能力和现代化试验等手段，拥有着一流的科研队伍，上千名科技人员孜孜不倦的奋战在各个岗位上，完备的管理体系让产品质量得以保障。

五十年来，研究院承担了多项国家重点工程，取得各类科研成果3000多项。研究院高度重视青年科技人才使用和培养。在科研生产重点项目、重点岗位大胆启用青年科技人才，同时还提供多渠道的深造机会。近年，研究院向清华大学、南开大学、北京航空航天大学、北京理工大学、西北工业大学、西安电子科技大学、南京航空航天大学等多所重点院校送培博士、硕士生，并设立了清华大学研究生工作站和清华大学远程教育工作站。并与国外有着广泛的联系，经常派员出国进修、培训、考察和学术交流。

研究院致力于为职工创造最优质的生活环境：具有完善的后勤保障和生活配套设施，单身宿舍、职工食堂、子弟学校、幼儿园、职工医院、职工活动中心、电视台、俱乐部、体育场、游泳池等一应俱全，职工住房条件优越。工作区、生活区整洁规范，环境优美，被授予国家级绿色小区。

导弹维修专业实习周记(二)

实习形式主要为参观和讲座两种形式。

为期十天的实习时间岁虽然不长，但我从中锻炼了自己，并且学到了很多课堂上学不到的东西。也通过十天的实践，使我对国防事业基层单位有了更深的了解。

如果用一句话来总结我的感受，那就是伟大的事业孕育伟大的精神，伟大的精神推动伟大的事业。航空航天工程是当今世界高新技术发展水平的集中体现，是衡量一个国家综合国力的重要标志。在实施航空航天工程的进程中，中国航天人牢记党和人民的重托，满怀为国争光的雄心壮志，自强不息，顽强拼搏，团结协作，开拓创新，取得了一个又一个辉煌成果，也铸就了特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献的载人航天精神。这是以爱国主义为核心的伟大民族精神和以改革创新为核心的时代精神的生动体现，是井冈山精神、延安精神、两弹一星精神、九八抗洪精神、抗击非典精神的光荣传承，是我们党、国家、军队和人民的宝贵精神财富，值得全国人民认真学习和大力弘扬。

导弹维修专业实习周记(三)

在实习过程中，从空导院的每一位成员身上我能深切的体会到航空航天人对工作的严谨认真，对航空航天事业的无私奉献。

作为航空航天的人才需要艰苦奋斗的精神。历尽千难成伟业，人间万事出艰辛。我国航空航天工程是在世界航天大国已经发展几十年后起步的。为了缩小差距，迎头赶上，航天工程开始实施就明确提出，要坚持做到起步晚、起点高，投入少、效益高，项目少、水平高，从总体上体现中国特色和技术进步，走跨越式发展的道路。中国航天人始终以人民利益为最高利益，以苦为荣，以苦为乐，常年超负荷工作，默默承受着常人难以承受的困难和压力。载人航天工程的成功实践告诉我们，无论过去、现在还是将来，艰苦奋斗永远是我们战胜一切困难、夺取事业胜利的重要法宝。只有以艰苦奋斗精神作支撑，我们的民族才能自立自强，我们的国家才能发展进步，我们的各项事业才能永葆生机活力。

作为航空航天的人才需要勇于攻坚的精神。航天工程是中国航天领域迄今规模最庞大、系统最复杂、技术难度大、质量可靠性安全性要求最高和极具风险性的一项重点工程。这项空前复杂的工程在比较短的时间里不断取得历史性突破，一个极其重要的原因在于，中国航天人敢于攻坚、勇于创新。从试验室到各生产企业，从大漠深处的航天发射场到浩瀚三大洋上的远望号测量船，到处留下了航天人攻坚的足迹，洒下了航天人登攀的汗水。他们知难而进，顽强拼搏，在重重困难面前百折不挠，在道道难关面前决不退缩，以惊人的毅力和勇气战胜了各种难以想象的困难，用满腔热血谱写了共和国航空航天事业的壮丽史诗。

作为航空航天的人才需要开拓创新的精神。我国的航空航天工程，从飞船设计、火箭改进、轨道控制、空间应用到测控通信、航天员训练、发射场和着陆场等方案论证设计，都瞄准世界先进技术，确保工程一起步就有强劲的后发优势，关键技术就能与世界先进水平并驾齐驱，局部还有所超越。面对一系列全新领域和尖端课题，科技人员始终不懈探索、敢于超越，攻克了一项又一项关键技术难题，获得了一大批具有自主知识产权的核心技术和生产性关键技术，展示了新时期中国航天人的卓越创新能力。这些重大突破，使我国在一些重要技术领域达到了世界先进水平。中国航天人的成功实践告诉我们，一定要勇于站在世界科技发展的最前列，敢于在一些重要领域和科技前沿创造自主知识产权，大力提高核心竞争力，努力在世界高新技术领域占有一席之地。

作为航空航天的人才需要无私奉献的精神。我国载人航天事业的建设者，是一支具有光荣传统、建立了卓越功勋的团队。中国航天人勇敢地肩负起攀登航天科技高峰的神圣使命，为了祖国的航天事业，淡泊名利，默默奉献。他们献出了青春年华，献出了聪明才智，献出了热血汗水，有的甚至献出了宝贵生命。他们用顽强的意志和杰出的智慧，将一切为了祖国，一切为了成功写在了浩瀚无垠的太空中。老一代航天人甘当人梯，新一代航天人茁壮成长。一大批能够站在世界科技前沿、勇于创新的高素质人才，为我国航空航天事业实现新的突破积蓄了强大的发展后劲。

导弹维修专业实习周记(四)

在这一周时间里，我根据车间领导的安排到喷漆工段实习，在此期间，我学到了许多在课堂中接触不到的知识，同时也发现了工段在现场生产管理中的一些不足之处。

这一工段的主要工作是给系列火箭、**系列导弹及各型号产品借用件、弹头部分、地面设备、工装以及航天服等产品喷涂涂层。生产加工的过程要求十分精密细致，对于喷涂厚度、喷涂遍数、涂层选择、烘干时间和温度等工艺都有各自严格的规定，必须按照图纸、施工和工艺规程的相关规定严格执行，否则就会造成产品的质量问题，甚至是生产中的安全问题。

在人员结构上，喷漆工段由22名员工组成，分为大喷漆和小喷漆两组，设一名工段长和两名组长承担管理和技术指导工作，设一名收发员承担工段的文职工作，另有16名技术工人，1名返聘人员和2名临时工。此外，质量处派遣两名工作人员常驻工段负责两个小组的产品检验工作。

这样的人员构成从理论的角度看是比较合理的，二级管理实现了一定程度上的分权，外部监督机制也能进一步保证产品的质量，再加上工段安排经验丰富的老师傅指导新员工的措施也可以使得人才得以快速的成长，长时间积累下来的宝贵工作经验也能得以传承。

篇12

但在《望东方周刊》对中国航天载人工程七大系统总设计师的采访中，我们听到最多的话是：神舟六号飞行任务是“突破性的”。它最重要的意义在于，神六将承启一个中国航天工程“以人为本”的新时代。

真正接受检验的时刻到来了

按照规划，从1992年开始启动的中国载人航天工程分三步走。第一步，发射两艘无人飞船和一艘载人飞船，建立初步配套的试验性载人飞船工程，开展空间应用研究；第二步，在第一艘载人飞船发射成功后，突破载人飞船和空间飞行器的交会对接技术，发射空间实验室，解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题：第三步，建造永久性的空间站，解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。

这三步里的每一次探索，都离不开人。航天工程总设计师王永志说，航天活动中“人”的作用永远是任何机器设备无法取代的。

神舟五号载人飞船实现了载人航天的突破，圆满完成了第一步。神舟六号作为第二步目标的开端，要解决多人、长时间在太空飞行生活并且能够进行操作科学实验的问题。

“神六飞行意味着载人航天工程新阶段的开始，对后续航天事业有非常大的促进意义。这一步走出后，下一步的技术难题解决就会容易得多。”王永志对《望东方周刊》说。

“多人多天飞行”，是中国载人航天工程为神舟飞船设计的基本状态。从神舟一号到五号，在经历过一系列循序渐进的考核之后，“多人多天”接受检验的时刻到来了。

中国太空人不再“受委屈”

王永志在接受《隙望东方周刊》记者采访时表示，神舟六号飞行的三大任务都是“历史性”的。

第一大历史任务，是继续攻克载人航天至关重要的基本技术。中国载人航天工程的第一阶段，解决和考核了发射、在轨飞行和返回等技术，但还有很多基本技术有待验证。多人多天怎么在飞船里安全地生活、工作，就是其中最重要的一项。在工程中，这个问题被概括为“环境控制和生命保障”，管的是航天员的“吃喝拉撒睡”。

中国首位太空人杨利伟实际，上“很委屈”。他上次吃喝得很简单：小“月饼”，矿泉水，时间长了撑不住。神舟六号飞船上专门设计了食品加热装置，能在十几分钟内加热食物，让两位航天员吃上热腾腾的米饭、香菇菜心、牛肉丸子、奶油浓汤等几十种菜品。

地面上，人们想吃什么就吃什么，但太空中要“吃”出个花样，就带来了一系列的难题：食品加热装置能否高效地加热?中国的航天食品是否足够安全?航天员怎样进食，餐具设计是否合理?看似简单的问题，到了太空就成了技术难题。

“人口”问题解决了，还有“出口”问题。失重环境让一切变得困难，大小便的解决技术更是难上加艰不仅不能让排泄物漂浮出来，连气味都不能散发，否则，在那么狭小的飞船空间里，航天员如何过好漫长的几天?

神舟五号飞行的21个小时里，杨利伟没有上厕所――有一种未经证实的说法称，这位航天英雄安全返回后登上守候在着陆场的医监医保车后说的第一句话就是：太好了，这里有厕所。

飞行时间一加长，神舟六号的航天员们不得不在飞船里上厕所了。航天员系统总指挥、总设计师陈善广介绍说，神舟六号的轨道舱里安装了一个特制的大小便收集器。收集器上有两根管子，分别用来对准大便和小便器官。使用时，收集器强力吸走排泄物，并且能把液体和固体分开。这个吸尘器式的“太空马桶”在太空中是否方便好用，也是有待验证的一个问题。

还有航天员的活动问题。神舟五号飞行中，返回舱里的杨利伟大部分时间都在那个襁褓式的座椅上安安静静地待着。这次不一样了，航天员要穿舱操作实验设备。来回走动对飞船的姿态是有影响的，仅9．2米长神舟飞船呈漂浮状态，人一移动，船就会随之摆动，甚至，航天员如果太用劲，还可能造成“翻船”。因此，这种情况下，航天员应该怎样控制自己的动作?神舟六号的控制系统是否能保证飞船姿态的稳定?

真有这么严重吗?飞船系统总设计师张柏楠对《望东方周刊》解释说，大海里，人在巨轮上跑跳，不会对轮船造成丝毫影响，但要是换作小木船呢?稍不注意，小船就可能改变方向。这个形象的比喻，一下子把一叶神舟小船行驶于茫茫太空的情景展现在记者眼前。

这些问题不解决，下一步的交会对接以及更长远的空间站建设根本无法进行。这就是所谓“基本技术”的意义所在。

有人参与，就会有更多发现

王永志说，神舟六号的第二大历史任务在于，要在太空进行中国第一次有人参与的空间科学实验。

对于空间科学实验，我们并不陌生，从返回式卫星到神舟六号的兄长们，形形的搭载实验一直在进行中，领域涉及空间物理、地球系统科学、生命科学和微重力科学、空间天文，等等。

空间应用系统总设计师顾逸东说，高真空和微重力所提供的超洁净条件和重力影响微弱的极端物理环境，是科学实验的宝库，可以进行地面上无法或难以进行的科学实验，生产地面上难以生产的材料、工业产品和药物。比如，在微重力条件下进行冶炼，可以获得高纯度、高品质的合金，可将不同比重的金属或非金属均匀地混合，获得新型合金材料。

与其他空间科学实验不一样的是，神舟六号上进行的实验是中国第一次有人，参与的空间科学实验。“科学实验离不开人，有人参与，就会有更多发现。”顾逸东说。

神舟六号的第三大历史任务，则是继续考核和完善工程其他系统的功能和性能。

“神舟一号到五号飞行都成功了，但成功并不意味着成熟，”王永志说，“所以每一次飞行都有所完善改进，中国载人航天工程及其七大系统就是这样逐渐实现性能优化。”

以飞船为例。“神舟一号是一艘初样产品。”飞船系统原总设计师、现在已退居二线的戚发轫回忆说，“让初样产品上天是冒一定风险的，直到返回舱落地，我的心也才落了地。”作为中国自主研制的第一艘飞船，神舟一号检验了飞船重要的五项技术：舱段连接和分离技术、调姿和制动技术、升力控制技术、防热技术和回收着陆技术。

神舟二号飞行时间从一号的一天增加到七天。这是中国第一艘正样无人飞船，在全面考核工程总体和各系统、进一步检验技术方案的正确性和匹配性基础上，它还实现了留轨技术。神舟三号则具备了航天员逃逸和应急救生功能，并搭载了“模拟人”，为日后航天员进入太空提供了可靠的数据。

神舟四号彻底解决了前三次无人飞行试验中发现的有害气体超标等问题，并增加了在轨自主应急返回、人工控制等功能。举世瞩目的

神舟五号飞行中，飞船的性能因为航天员的参与而得到了全面准确的检验。

到神舟六号，飞船又有新的改进：轨道舱调整了布局，以便安装科学实验设备及航天员食品和饮用水，增加了两种提前返回模式，进一步保证航天员在轨飞行期间的安全……

‘王永志说：“同样，神舟六号也肩负着进一再加上一道“保险门”

神舟六号飞行任务与上一次有了很大的不同，这给工程各系统都带来了变化。火箭系统总设计师刘竹生对《望东方周刊》说：“如果杨利伟再次乘坐我们的火箭，他肯定会觉得舒服多了。”

刘竹生说，神舟六号飞船人员、设备都增加了，要求火箭的运载能力必须提高。他计算说，要把一公斤的东西送入太空，火箭就得消耗62公斤。因此，这枚火箭比上一枚要重很多。

同时，为了确保航天员的安全，这枚火箭在上一枚的基础上又作了多项改进。比如，火箭第一次在点火装置上增加了火路安全机构，其作用相当于在点火通道里再加上一道“保险门”。这样，在出现误点火信号的情况下，也无法点燃发动机。

火箭在飞行过程中，发动机频率与箭体产生的共振、火箭的高速飞行与空气的摩擦等都会带来很大的振动，可能让航天员感到不适，严重时会损害航天员的身体。发射神舟六号的这枚火箭采用新的计算方法，找到了改善振动环境的最佳途径。

本次神六飞行首次全面启用了副着陆场。着陆场系统总设计师侯鹰在接受《望东方周刊》记者采访时说，由于目前技术条件的限制，我们还无法对多天的气象变化进行精确预报，这就使得在选择飞船“发射窗口”时，无法保证主着陆场的气象条件适合降落。位于内蒙古中部草原四子王旗的主着陆场和位于酒泉附近的副着陆场相隔1000公里，可以起到气象备份的作用。

此外，神舟六号飞行任务的复杂性，使得飞船应急返回的几率增大。因此，着陆场系统必须全方位做好飞船应急返回的准备第一次启用了应急救生辅助决策系统，参与海上应急救援的船只第一次装上了我国自行研制的自动化打捞网……

侯鹰说，无论飞船是在上升段、在轨飞行段还是返回段应急返回，在主、副着陆场、国内四个陆上搜救点、三个海上溅落区、三个应急着陆区以及10余个国外应急着陆区，均配备了必要的人员和装备，制定了相应的预案。

中国飞船就是中国飞船

国外的轨道舱一般作废弃处理，但中国的飞船完成在轨运行任务后，轨道舱会作为一颗应用卫星继续留轨运行。此外，轨道舱外还增加了附加段，作为未来的交会对接机构，这样就为载人航天的下一步发展打下了基础。

篇13

山东航天电子技术研究所，是我国载人航天工程的重要研制单位之一，先后参与我国从神舟一号到神舟十一号、天宫一号、天宫二号等航天工程型号的研制任务，为确保航天员生命安全和载人航天飞行圆满成功发挥重要作用，荣获“中国载人航天工程突出贡献集体”。研制设备涉及环境控制和生命保障、热控、数据管理、乘员服务、测控、结构机构等系统。在神舟七号任务中公司承担航天员出舱通信子系统和舱外航天服中70%电子设备研制工作。在天宫一号任务中，公司承担了医监医保、仪表照明、空间实验等相关设备研制任务。天宫二号飞行器研制方面，承担空间实验室热控、数管、仪表照明、空间技术试验、环控生保、医监医保、测控通信等系统60余台套产品研制任务。在载人航天任务中，承担的研制任务由最初的测控领域，到飞船环境控制和生命保障、热控、数据管理、乘员服务、测控、结构机构等多个领域，并逐步拓展到舱外通信、航天服电子设备、医监医保、仪表照明、空间实验等领域。

飞船发射前的远程体检

――发射场测试无线转发系统

飞船发射前需要与火箭对接组装，然后，进行综合体检才能发射升空。此前，航天器与发射火箭都是在总装厂房组装后进行水平测试，在发射架竖起来后再次测试，如有问题就要再放倒拖回厂房维修。

从神舟一号飞船发射起，我国开始采用国际上先进的“三垂一远”模式，即实现航天器与火箭垂直组装、垂直测试、垂直转运和远程测试。在此过程中，火箭保持一个姿态不动，只要通过测试，运转过程不会有任何改变。而远距离测试发射控制模式则最大限度保持了火箭和飞船的状态不变，极大地提高了测试发射可靠性和安全性。“三垂一远”测试发射模式为世界领先水平。研究所研制的“飞船发射场测试无线转发系统”为实现“三垂一远”提供技术保证。系统中所采用的增益自调节、信道自分配、天线自跟踪等技术，都达到国内一流水平。

随着我国载人航天工程的逐步深入，系统中增加了海事卫星、中继卫星、GPS/GLONASS卫星、北斗导航卫星等作为飞船定位通信的辅助措施，神舟系列完成了国内在轨航天器首次使用这些卫星系统，为后续航天器定位通信提供了更多选择。远距离测试无线转发系统安装于北京航天城和酒泉卫星发射基地。先后参加了我国载人工程历次神舟飞船和天宫一号目标飞行器发射并圆满完成了任务。

太空行走的保障――航天员出舱通信子系统

在神舟七号载人航天飞行任务中，研究所承担航天员出舱通信子系统和航天服专项70%电子设备技术攻关研制任务。其中，航天员出舱通信子系统是在航天员进行出舱活动试验时用于出舱活动航天员与辅助出舱航天员、舱内航天员与地面人员间进行语音通话和数据通信的设备。航天员出舱活动通信系统由通信天线、通信处理器及舱外航天服遥测通信机组成，实现舱内外航天员之间、舱内外航天员与地面人员之间语音通信及舱内外航天员遥测参数下传。该系统首次采用空间CDMA移动通信技术，实现空间近场复杂环境下的可靠无线语音数据通信。

在载人航天工程第二步任务中，研究所技术领域已经拓展到医监医保和空间试验领域，涉及领域广、工作接口多、技术难度大，挑战更加严峻。包括用于航天员监测飞船运行情况、显示交会对接信息、接受地面邮件的仪表控制器；在交会对接中使用的主动标志“天宫一号”目标标志器；用于空间医学实验的失重生理效应装置Ⅰ和失重生理效应装置Ⅱ（细胞培养装置）、无创心功能测量仪，以及被称为“太空冰箱”的医用冷储箱等。

失重生理效应试验控制――航天医学空间实验设备

人一旦进入失重环境，身体发生各种变化，会产生诸多的不适应，这些变化被称为失重生理效应。在神舟九号任务中，航天员在空中进行了多项失重生理效应，用以研究人体在太空中会发生的变化，以便研究克服太空生活对人体带来的不良影响。其中包括513所研制的用于研究脑血流、脑点、眼动的失重生理效应实验装置Ⅰ和进行细胞培养的失重生理效应实验装置Ⅱ，以及试验控制单元等设备。

在太空环境中，航天员的血液会重新分配，下肢血量减小，头部血量增多，航天员的收缩压将升高，平均动脉压升高，静脉压也上升，舒张压则下降。这些失重效应会使得航天员的流体静压梯度消失，找不着方向感，所以在失重环境中，大多数航天员通常会发生前庭植物神经反应，引起航天运动病和空间定向障碍，出现恶心、呕吐、面色苍白、晕眩等现象，从而影响航天员的工作能力。为了研究航天飞行对人体的前庭眼动、心血管及脑高级功能影响，同步检测动脉脉搏波、静脉脉搏、脑电和眼动，在天宫一号，我国首次研究了一种微重力环境下进行的系统（人体）生理学研究实验航天医学空间实验设备，这就是失重生理效应实验装置Ⅰ。

失重生理效应实验装置Ⅱ是我国研制的第一个正式上天的全自动细胞培养装置。设备由失重生理效应实验装置Ⅱ本体和细胞培养子模块两部分组成，失重生理效应实验装置Ⅱ本体随天宫一号发射升空，细胞培养子模块跟随神九发射，由宇航员携带进入天宫一号并安装在失重生理效应实验装置Ⅱ本体中开展医学细胞培养实验。失重生理效应实验装置Ⅱ用于进行失重生理效应防护的细胞机制研究，主要功能是在空间飞行时提供维持细胞正常生长的环境，实现细胞的培养和固定，采集部分细胞生长图像及生长环境参数；目的在于探索讨论失重条件下，细胞因子对细胞的调节作用，将解决细胞培养回路中多种试剂时序加注难题，聚焦微重力对细胞形态、结构、细胞骨架、基因表达和相关功能及其分子机制影响，为针对关键的细胞信号分子开发相关的靶标药物及制定防护措施奠定基础。

航天员的健身器

――骨丢失对抗仪

在失重环境中，作用于人体腿骨、脊椎骨等承重骨压力骤减，同时，肌肉运动减少，对骨骼刺激相减弱，骨骼血液供应也相应减少，导致骨质大量脱钙并经肾脏排出体外，这就是所谓的空间骨丢失。空间骨丢失，是最令航天医学专家头疼的航天员健康问题

研究所专门为航天员设计的“健身器”骨丢失对抗仪，也叫“对抗骨质疏松的仪器”，是保证在太空飞行中的航天员身体健康的仪器之一。骨丢失对抗仪通过敲打人体小腿部位相应穴位，刺激骨骼、改善血液循环，对抗骨质疏松，保障骨骼健康。

目前，研究所已利用这项科研成果研制开发出一套民用级保健治疗仪器，适用于不同人群。经过试验，该仪器可促进骨骼合成，有效抑制骨质疏松发生，治疗并抑制各种原因引起的骨质疏松症状，同时加速血液循环，促进新陈代谢，对消除疲劳有良好辅助作用。航天员的保健员――无创心功能测量仪

科学家通过对航天员的心血管功能测试采用连续、动态和无创记录动、静脉波信号的方法，采集左右心功能、体肺循环血液动力学和心血管调节变化数据，开展心血管系统功能的综合研究。

513所研制的无创心功能监测仪，主要通过无创检测航天员的每搏血压、每搏量和血氧饱和度等生理参数，定期监测航天员的身体状态，被称为航天员的健康保健员。

当航天员在太空工作生活的时候，地面的工作人员可以通过无创心功能检测仪在第一时刻了解航天员的身体状态，航天员可以通过仪器上的指示灯了解仪器的工作状态。因为每个航天员的生理参数有差别，在地面时，科研人员就根据每个航天员的生理参数对仪器内部的参数进行了标定，航天员操作对应按键选择检测对象数据录入，比如按键A代表景海鹏，按键B代表刘旺，按键c代表刘洋。每个航天员必须使用与他相对应的按键，以保证测量数据准确、可靠。

卫星工程“最强大脑”

――星载计算机

计算机是一个系统的大脑，卫星飞船也不例外。星载计算机产品作为研究所的“拳头产品”，已成功应用于我国载人航天、导航、遥感、通信等重点卫星工程上。

在天宫一号和天宫二号上，研究所计算机产品应用于热控、仪表照明、空间技术试验等分系统，作为“最强大脑”，有力保证了各分系统正常运行。其中，仪表控制器是我国第一款用于航天的PowerPc高性能计算机，是天宫二号目标飞行器仪表照明分系统的核心计算机；热控分系统控制单元、温度控制器等设备是飞船“太空空调”的重要组成部分，相当于热控分系统的神经中枢。

研究所研制的通用计算机是空间技术试验分系统的核心计算机，为后续空间站维修工作提供在轨验证和技术积累。

天地对话一线牵――无线话音系统