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航天员骑的“动感单车”是咱山西造

时间:2021-07-06 13:22:00 来源:山西晚报

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2021年6月17日9时22分,搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空。航天员聂海胜、刘伯明和汤洪波乘坐神舟十二号载人飞船奔向太空。3位航天员开启了太空之旅,他们的生活起居也成为大家关注的热点,尤其是“太空自行车”一露面就吸引众多目光。
提到这辆太空自行车,咱们山西人就可以自豪一下了,因为它是由山西澳瑞特公司研制的。7月2日,山西晚报记者走进山西澳瑞特公司,了解他们研制空间站太空健身器材背后的故事。
为航天员体能锻炼提供保障
6月17日,3位航天员进入天和核心舱,通过电视向全国人民问好。细心的观众发现,屏幕右下角有一个写着“太空自行车”字样的包裹。于是,太空自行车究竟长什么样子,成了大家关注的热点。
6月23日午休过后,航天员刘伯明、汤洪波开始调试舱内的工作设备设施,而聂海胜则打开了装有太空自行车的包裹,他参照说明书固定好螺丝,不到5分钟就将太空自行车安放到指定位置上。这部太空自行车其实就是太空健身车,类似于动感单车,航天员在太空使用它锻炼身体以保证长期在轨飞行骨骼和肌肉的健全。
4月29日,22.5吨重的中国空间站天和核心舱,从文昌航天发射场启程,意味着中国空间站建造进入实质性“施工”。核心舱作为空间站的主控舱段,既是空间站的管理和控制中心,也是航天员生活的主要场所。山西澳瑞特研制的太空健身器材就被安装在核心舱。
航天员进入太空后,在失重环境下,身体会发生一系列适应性变化,最主要的变化有心血管系统的改变、肌肉萎缩和骨量丢失,飞行时间越长情况就会越严重。如果航天员永远生活在太空,这种适应性变化没什么问题,问题是航天员最终要返回地球生活,如果不采取措施,航天员返回地面后就不能重新适应地面上的重力环境。所以,在轨锻炼是帮助航天员减少肌肉萎缩和骨量丢失不可或缺的方法。
由于空间条件所限,在太空健身锻炼并非易事。2012年6月19日,航天员刘洋首次在天宫一号上使用了澳瑞特自行车功量计。之后,航天员景海鹏、刘旺、聂海胜、张晓光、翟志刚、王亚平、陈冬等相继在天宫一号、天宫二号目标飞行器中使用澳瑞特太空健身车锻炼,并尝试在太空跑步机上进行跑步。为了让航天员能在太空用上科学、安全、有效的锻炼设备,山西澳瑞特精心研制,一干就是15年。
“空间站航天员在轨驻留时间一般要3个月至半年以上。空间站的锻炼设备就是根据一个乘组每天需要的锻炼时间和锻炼强度研发制造的,供航天员锻炼肌肉、心肺功能,促进中枢神经系统功能协调,维持失重环境下肌肉功能和骨骼力量,防止心血管功能失调、骨质脱钙、骨质疏松和肌肉萎缩等,为航天员在空间站工作生活提供强有力的体能锻炼保障。”澳瑞特党委书记、航天项目负责人秦有年告诉山西晚报记者。
“作为全国唯一一家研制生产航天健身器材的企业,我们肩负研制太空健身器材的使命,完成这项任务既是我们公司的责任,也是体育产业为航天服务的责任,更是我们体育人的骄傲!”澳瑞特体育产业股份有限公司总经理郝虎山说,“澳瑞特坚守工匠精神,始终把研制生产太空健身器材作为重大而光荣的任务来完成,形成了航天引领、精耕细作、创新为先、做持久品牌的企业精神。”
邀请航天员谈感受
2017年,澳瑞特公司邀请“上过天”的航天员刘旺、张晓光来到长治,随行的还有体能专家、航天结构专家。公司的目的只有一个,就是邀请“用户”谈谈在太空健身的感受,如健身器材怎么样完善更合理、配置什么样的器材更科学。两位航天员从用户角度、专业角度提出了一些完善意见。
“自行车功量计颜色有些暗了,能不能调亮一些?”“健身车在束缚住身体的情况下只能下肢骑行,能不能设计成两用的,既可下肢骑行锻炼,也可上肢摇转锻炼?”……你一句,我一句,一整天的沙龙,澳瑞特航天项目设计人员把笔记本记得满满的。
健身器材的材料主要是钢材、塑料件等,把它放入太空,要求就高了,可靠性、耐久性、总重量、总体积给出指标后不能突破,航天器上的重量设计都是“克克计较”,还得保证使用中不能产生任何粉尘飘逸,这些硬约束,要求太空健身器材在材料上必须寻求突破,既要轻又必须有足够的刚度,在结构上既要安全又要简约,便于航天员操作。
澳瑞特航天项目组成员带着这些“用户”的要求和飞行器总体设计要求,开始了空间站健身器材的设计与方案论证工作。500多天里,关于器材的设计方案讨论从未间断过。“健身车设计成什么色彩?”“跑步机履带如何设计更合理?转动起来在切割线位置没有顿挫感?”
坚持“双归零”制度
航天产品由于其特殊性,要求产品质量“零缺陷、零故障、零疑点”。一旦发现问题,就要遵循严酷的归零法则。“双归零”制度是我国航天系统独创的管理制度,包括技术归零和管理归零。针对发生的技术质量问题,按照“定位准确、故障复现、机理清楚、措施有效、举一反三”要求逐项落实,并形成归零报告。
2015年12月23日,山西澳瑞特公司检验员和技术员在交付太空跑步机结构热控件时,检测发现产品局部有焊接裂纹,整台产品技术故障归零。这时距离交付产品时间,只剩下8天。按照故障归零的5条标准要求,满打满算只有8天研制时间,要重新采购原材料、问题复现、焊接、检验,还要送到天津。这怎么可能完成?航天员科研训练中心的领导急了,带队来澳瑞特督导。
关键时刻,航天项目负责人秦有年坐镇指挥,集中精兵强将,迎难而上。完善计划,实行并行工程,进度按小时细分考核,供应部门连夜派车去拉专用材料;技术部联系焊接专家现场指导;检验部及时进行焊缝检测方法再试验;料一进厂,车间主任与专家一起加班加点研究方案、试验分析,组织车间工人分两班轮值,焊工吃住在车间,一遍遍按照方案焊接,直到试验合格;技术员白天跟工人一起加工、装配、检验,晚上在办公室编写文件,把办公室当家,饿了泡方便面,实在困了、累了就拼几把椅子休息一会……经过7天的连续奋战,部件终于在12月30日晚上加工完成。
司机连夜开车,将产品送到天津航天基地。航天员科研训练中心的领导佩服地竖起大拇指说:“想不到在澳瑞特也能看到部队的战斗作风!为澳瑞特人点赞!”
按照故障归零的5条标准要求,每一次归零,都是一次艰难的浴火重生。
倾心产品谋划到最好
载人航天,质量容不得半点差错。“做到最好,做到极致!”澳瑞特航天项目组用“鸡蛋里面挑骨头”的眼光查找问题,严上加严,细之又细,慎之又慎,确保产品“不带任何问题交付,不带丝毫故障上天”。
太空跑台束缚系统是航天员在轨锻炼的重要装备。为了让航天员穿着舒服,航天项目部主任薛安虎多次到航天员中心,听取航天员的意见,仅一套束缚就做了近20套样品,在航天员中心不停地试用、持续地改进,最终才定型。太空跑台长度较长,为了做振动试验,澳瑞特航天项目组采用最大载重30吨的试验平台做试验,采用专用离心机做加速度试验……
“双想法”即事前预想和事后回想,是澳瑞特在航天产品研制生产中查缺补漏高效保质的方法,一旦发现问题、隐患,慎重处理,制定预案,确保后续不出问题。在“双想法”活动中,只要有人提出航天员在锻炼过程中可能出现的任何问题,不管客户是否有此要求,项目组为了消除隐患,都要编写针对性试验计划,进行试验验证,直到最终测出数据并召开分析论证会通过为止。
“这份工作最大的特点就是要精细!”数控加工中心操作工王栋说,“我的工作很平凡,可是每当我的想法或设计被采用而转化成产品的时候,我就会很有成就感。我喜欢这个工作,我会继续出好点子,做好产品的每个细节!”正是凭借精益求精、刻苦钻研的精神,他不断突破,先后生产出航天健身器材零件、跑台零件等高加工难度产品零件,在公司新产品试制过程中,多次解决了因切削加工难而无法解决的技术难题。
2006年是澳瑞特的航天元年。凭借雄厚强劲的技术实力、科研实力及良好的业界口碑,澳瑞特赢得国家体育总局、国家体育用品质量监督检验中心和中国航天员科研训练中心的青睐与信任。经过层层考察筛选,澳瑞特在众多生产健身器材的竞争企业中脱颖而出,从中国航天员科研训练中心接受了研制生产航天员健身锻炼设备这一光荣而艰巨的任务。
在“特别能吃苦,特别能战斗,特别能攻关,特别能奉献”的载人航天精神鼓舞下,凭借“天宫一号”“天宫二号”试验舱锻炼设备可靠的质量和良好的服务,澳瑞特成为航天员科研训练中心优秀供应商。2019年,“航天健身(设备)创新工作室”被山西省总工会命名为“山西省创新工作室”。

山西晚报记者 张文举 通讯员 段伟

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