“飛天戰(zhàn)袍”是這樣造出來(lái)的
——新一代“飛天”艙外服軟結(jié)構(gòu)適體性優(yōu)化攻關(guān)紀(jì)事
12月26日晚，中國(guó)航天員翟志剛和葉光富身穿新一代“飛天”艙外服行走太空，這是神舟十三號(hào)載人飛行任務(wù)中第二次進(jìn)行出艙活動(dòng)。目前，新一代“飛天”艙外服的功能性能通過(guò)了空間站4次出艙活動(dòng)的考驗(yàn)，確保航天員在軌出艙活動(dòng)任務(wù)的順利實(shí)施。服裝的適體性也獲得了出艙航天員們的好評(píng)，他們一致認(rèn)為，改造后的艙外服活動(dòng)效果明顯增強(qiáng)。
新一代“飛天”艙外服的一項(xiàng)突出特點(diǎn)，是對(duì)軟結(jié)構(gòu)(即上下肢)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。這項(xiàng)創(chuàng)新成果出自中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心艙外航天服研制團(tuán)隊(duì)之手。他們?cè)谛乱淮帮w天”艙外服出廠前的數(shù)月，順利完成了優(yōu)化改造任務(wù)，讓航天員們披上安全可靠的“飛天戰(zhàn)袍”漫步太空。
新銳設(shè)計(jì)師直面挑戰(zhàn)，走上研制“舞臺(tái)”
擺脫臃腫、笨重，讓艙外活動(dòng)更加自如……這是航天員心中理想的艙外服標(biāo)準(zhǔn)，也是設(shè)計(jì)師們的研制目標(biāo)。
2020年2月，航天員在穿著水下服進(jìn)行試驗(yàn)后反饋，艙外服存在偏大、操作不便等問(wèn)題。這讓設(shè)計(jì)師們坐不住了，立即開(kāi)始設(shè)計(jì)適體性優(yōu)化方案并進(jìn)行論證。
經(jīng)過(guò)9輪的反復(fù)修改，適體性優(yōu)化方案終于通過(guò)。2020年3月底，上級(jí)拍板要啟動(dòng)艙外服軟結(jié)構(gòu)適體性優(yōu)化項(xiàng)目。這一消息讓設(shè)計(jì)師們歡欣鼓舞，但是研制時(shí)間由數(shù)年縮減為數(shù)月。
在產(chǎn)品研制之初，相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)作出了一個(gè)大膽決定，把一群30歲出頭的年輕設(shè)計(jì)師推向研制“舞臺(tái)”，承擔(dān)軟結(jié)構(gòu)——上下肢和手套的適體性優(yōu)化設(shè)計(jì)，他們大都是首次參加型號(hào)任務(wù)。
進(jìn)行上下肢的優(yōu)化升級(jí)，是要將艙外航天服臂展和下肢各縮短10厘米。這聽(tīng)起來(lái)容易，做起來(lái)難，減尺寸的同時(shí)，還要保證航天服關(guān)節(jié)部位的靈活性、讓阻力矩更優(yōu)化，設(shè)計(jì)難度頗大。航天員進(jìn)行艙外活動(dòng)主要靠上肢和手，而后是下肢。依據(jù)需求的迫切程度，團(tuán)隊(duì)成員按照上肢、手套和下肢的順序進(jìn)行交付。
箭在弦上，不得不發(fā)。團(tuán)隊(duì)立下了軍令狀，把任務(wù)量化到天，采取日?qǐng)?bào)制。上肢設(shè)計(jì)師冉倩干起活來(lái)雷厲風(fēng)行，“決不讓問(wèn)題過(guò)夜”。憑著這股勁，冉倩提前了一個(gè)月通過(guò)評(píng)審。
手套的交付時(shí)間雖然略晚，但是手套設(shè)計(jì)師尚坤的壓力并不小。畢竟人的手型和手指寬窄長(zhǎng)短各異，要保證每個(gè)人都穿戴合適，真是件難事。新一代艙外服對(duì)手套進(jìn)行了分型設(shè)計(jì)，既要針對(duì)原有的S、M、L三種型號(hào)的指叉貼合度和虎口張開(kāi)角度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，還要將使用人群多的M號(hào)細(xì)分為M-1和M-2型，此外還為女性航天員新增XS號(hào)，在上次出艙活動(dòng)中，航天員王亞平使用的艙外服手套就是定制的XS號(hào)。
XS號(hào)手套設(shè)計(jì)，團(tuán)隊(duì)以前沒(méi)有相關(guān)研制經(jīng)驗(yàn)，只能從零起步，尚坤負(fù)責(zé)開(kāi)墾這塊“處女地”。首先要重新打造手模，由于疫情原因，無(wú)法與廠家面對(duì)面交流，只能通過(guò)視頻進(jìn)行遠(yuǎn)程溝通，這給工作增加了難度。但尚坤憑著過(guò)人的耐力，把XS號(hào)手套圖紙一點(diǎn)點(diǎn)給“拼”了出來(lái)。
下肢設(shè)計(jì)師劉東岳身兼多職，經(jīng)常晚上加班加點(diǎn)和上下肢測(cè)試員白立春一起接著干活。下肢組件體積大，優(yōu)化涉及尺寸數(shù)據(jù)多，多種狀態(tài)下的尺寸測(cè)量工作十分耗時(shí)、費(fèi)力，但劉東岳每次都鉆進(jìn)服裝仔細(xì)測(cè)量?jī)?nèi)部容腔高度數(shù)值，反復(fù)穿脫體驗(yàn)觸感，通過(guò)親身體驗(yàn)獲得了更好的優(yōu)化效果。在上次出艙活動(dòng)中，王亞平的艙外服下肢就是進(jìn)行了適體性優(yōu)化，更適合體型瘦小的航天員。
夫妻齊上陣，默契配合大幅縮短工期
圖紙?jiān)O(shè)計(jì)定型后，如何把二維圖形變成三維、最終制作成實(shí)物？這就是服裝車間的活——每個(gè)人的體型和手的尺寸都不同，要讓所有航天員都穿戴滿意，才是終極目標(biāo)。
這次攻關(guān)任務(wù)時(shí)間緊、壓力大，車間派來(lái)一對(duì)工齡20年左右的夫妻骨干齊上陣。妻子蘇軍燕是工藝設(shè)計(jì)師，負(fù)責(zé)制板。她用一把直尺、一支鉛筆和一個(gè)剪刀，就把設(shè)計(jì)師的平面圖形轉(zhuǎn)化成一片片或大或小、形狀各異的樣板裁片。每張薄薄的裁片上畫(huà)滿了尺寸，被打上一個(gè)個(gè)小孔，折上層層小褶，做好詳細(xì)標(biāo)記，再用袋子精心分裝好，送往她的愛(ài)人——縫紉組組長(zhǎng)楊金興那兒。
在縫紉車間里，擺放著一排排縫紉機(jī)，楊金興埋頭坐在桌前，他干的活可謂是“指尖上的藝術(shù)”——飛針走線，挑、拈、提……一系列動(dòng)作，如行云流水，一氣呵成。他眼珠子瞪得老大，絲毫不敢分神，這個(gè)東北漢子像呵護(hù)孩子一樣地照料著他指尖的作品。楊金興將縫好的限制層和外面的熱防護(hù)層及里面的氣密層進(jìn)行粘接、縫合和組裝。光一個(gè)單品，圖紙有一百多頁(yè)，工序就有數(shù)百道，而由他做出的產(chǎn)品幾乎看不出手縫的痕跡，針腳與機(jī)縫的一樣。
工藝設(shè)計(jì)和加工兩道工序本來(lái)就是相輔相成，夫妻倆經(jīng)常一起交流心得，相互給建議。由于兩人配合默契，設(shè)計(jì)和加工并行，極大提高了工作效率。
那時(shí)，蘇軍燕傍晚常在樣板間內(nèi)加班，9歲的女兒在一旁做作業(yè)，對(duì)門的楊金興也在伏案工作。為了趕任務(wù)節(jié)點(diǎn)，他們兩口子“白加黑”地干，節(jié)假日也不例外。每天晚上九點(diǎn)半，蘇軍燕下班帶女兒回家，楊金興十一點(diǎn)半再回家，每日如是。
在這樣的工作強(qiáng)度下，產(chǎn)品修改的迭代周期非常短。從設(shè)計(jì)修改到加工成品，他們將以前的一個(gè)月縮短到一周。
靠信念完成“熬人”測(cè)試，讓航天員活動(dòng)自如
一個(gè)人，在一個(gè)空曠的測(cè)試間，面對(duì)測(cè)試臺(tái)上一個(gè)緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)的上肢結(jié)構(gòu)試驗(yàn)件，盯著顯示屏上連續(xù)跳動(dòng)的數(shù)字……每天重復(fù)做兩三千次這樣的測(cè)試，連續(xù)20余天，從早到晚。這，就是上下肢測(cè)試員白立春的工作常態(tài)。
產(chǎn)品定型后，要經(jīng)歷性能和壽命測(cè)試，測(cè)試產(chǎn)品的關(guān)節(jié)活動(dòng)性、氣密性、重量、外形尺寸等方面，每件產(chǎn)品要經(jīng)過(guò)數(shù)萬(wàn)次的測(cè)試。這是一件極其枯燥單調(diào)的活兒，白立春坦言：“這非常熬人。如果沒(méi)有信念支撐下去，真是很難堅(jiān)持?！?/p>
如果說(shuō)上下肢的測(cè)試是個(gè)熬人的活，那手套的測(cè)試就是個(gè)既熬人又消耗體力的活兒。手套放在測(cè)試箱里充上壓，模擬太空環(huán)境。測(cè)試操作員要把整只胳膊塞進(jìn)測(cè)試箱，戴上手套，體驗(yàn)抓握和腕部轉(zhuǎn)動(dòng)效果。充上40千帕大氣壓的手套，像個(gè)膨脹的面包，每次抓握和轉(zhuǎn)動(dòng)都不那么輕松，胳膊還要一直架著。而手套測(cè)試員劉少杰一天要這樣做數(shù)千次，一天下來(lái)，手都會(huì)水腫。
團(tuán)隊(duì)成員們所做的一切，都只為一個(gè)目標(biāo)——讓航天員能穿上更合適的艙外服、更自由地飛翔。
目前，新一代“飛天”艙外服的功能性能通過(guò)了空間站4次出艙活動(dòng)的考驗(yàn)，確保了航天員在軌出艙活動(dòng)的順利實(shí)施。服裝的適體性也已獲得出艙航天員們的好評(píng)，他們一致認(rèn)為，進(jìn)行適體性優(yōu)化后的艙外服活動(dòng)性更好、舒適性更佳。
(本報(bào)記者 章文 本報(bào)通訊員 占康)