星载天线总装集成多余物控制

杨世忠,，唐启霞,，黄宇祥

摘要：多余物控制一直是航天产品质量控制的关键，航天航空工业早期发展中由于多余物导致的事故较多，随着逐渐深入了解多余物，航空航天工业取得了一系列多余物控制措施、预防规范。根据近年来发射失败案例，由于多余物问题导致发射失败明显减少。但是由于航空航天行业中一直存在着多余物导致的质量问题，因此应当深入研究多余物的控制，逐步提高运载火箭产品的可靠性。

关键词：多余物；航天器总装；控制；检查；排除

前言

航天器生产工艺复杂，工艺条件要求严格，稍有疏忽，在装配生产过程中就会产生多余物。具有多余物的产品会产生随机的严重潜在质量事故，从而降低产品的可靠性。国内外曾多次出现航天器发射失败或功能失效的案例，其原因是航天器内存在多余留。因此，在总装生产过程中，如何控制多余物，进而清除多余物已成为航空航天工程技术人员的一项重要任务。因此，有必要对多余物展开分析，有效控制和分析其解决方法进行必要的理论研究。本文中对多余物的定义以及分类、危害等展开分析，从而提出控制多余物的方法。

1多余物的定义和分类

1.1多余物的定义

多余物指产品中存在的外部引进或内部产生的与产品规定状态不符的物质。对于总装行业，多余物就是设计图样及其技术条件要求和某些特定技术文件规定以外的物质。它既可能是金属，也可能是非金属；它既可能是本工序加工产生，也可能是上道工序或是外界条件带入。

1.2多余物的分类

多余物有各种各样的状态，最常见的是金属、非金属、人及其排泄物。此外，除指定的尘埃和介质外，化学反应的产物也是多余物。

1.2.1按体积分类：

（1）宏观多余物：人的正常视力（或经校正的视力）能看见的一切多余物。

（2）微观多余物：人的正常视力不能看见，需借助X光射线、放大镜或显微镜、光学分析仪等手段才能观察到的一切多余物。

1.2.2按种类分类

（1）金属类多余物：金属多余物是非常常见的类型，主要包括脱落的标准零件、加工金属屑、遗忘的装配工具、钢丝头、焊渣、工艺零件、铆钉等。这些多余物属于控制重点，具有严格控制规定。

（2）非金属多余物：该类多余物涵盖广泛，包括装配使用的非金属（如泡沫、线带、胶带、镀铝膜、聚酯网，阻燃布等等），物质粒子，超过规定的灰尘、胶和胶粘剂固化后碎渣等，此类多余物控制难度比较大。

（3）生物化学多余物：生物化学多余物是一个相对较新的概念，主要来源于人类和微生物。其表现为人体代谢产物和细菌。人类的代谢物通过呼气、大小便以及皮肤排出体外。目前已经检测到400种人类代谢物，其中许多是具有挥发性的有毒或有气味物质。对于航天器总装而言，生物化学多余物主要体现为：装配人员在航天器舱体内呼出气体、排出汗液、携带细菌等聚集在航天器的舱体内。

（4）有害气体多余物：主要来源是舱内非金属材料的脱气和舱内仪器设备的正常释放。航天器舱体内使用各种塑料、合成橡胶、织物、粘合剂、润滑剂、涂料等非金属材料。比如美国“生物实验卫星Ⅲ号”就使用了251种不同的非金属材料。研究发现大多数聚合物材料是不依赖于其化学性质，在室温下就会释放二氧化碳、一氧化碳、甲醛和烃类等毒性成分，这就造成航天器舱内有害气体多余物，对舱内设备、总装人员造成危害。
2新一代运载火箭在多余物控制方面的弊端

2.1控制对象涉及的范围较广

多余物的控制措施必须渗透到气密试验全过程中的各个环节，涉及到环境、人员、方法、设备等控制对象任一方面缺失都有可能引发多余物产生，对运载火箭产品质量造成影响。

2.2多余物检查手段匮乏

新一代运载火箭管路系统产品在总装结构的影响下，通常只是采用目视法检验多余物，检测范围十分有限，手段过于单一，处理产品外表面多余物时，主要依赖祛除排除法，但是隐蔽空间内多余物的排除效果不好，有待进一步完善[2]。

2.3多余物种类繁杂

新一代运载火箭总装过程中，多余物的种类十分繁杂，由于各个环节控制对象不同，难以确定产生多余物的具体类型，再加上多余物检查和排除缺乏与之对应的方法，导致多余物控制的总体效果不好。

3新一代运载火箭总装气密试验中多余物控制的具体措施方法

3.1强化总装气密试验全过程控制

（1）事前控制

在进行新一代运载火箭总装气密试验前，首先落实好对操作人员的常规检查工作，不允许携带私人物品、禁止佩戴任何收拾，并要按照规定穿戴工作服。其次，需保持现场环境整洁，做好工具台、管路及设备的清洁，利用仪器设备对现场湿度与温度进行记录与检查，同时检查设备的有效期限，确保设备外观完好，并在使用前做好数量、试验类型、时间等具体内容的核对。此外，还应利用尘埃粒子器、露点仪等对现场尘埃粒子、杂质、露点等含量进行检测。

（2）事中控制

气密试验在进行过程中，在连接地面管路与气源管路之前要做好放气处理，针对箭上管路与地面管路多余物可以采用吹除法进行清洁；开展气密试验时严格按照安装工艺文件要求，盛装、配置相关溶剂时应该与产品保持一定距离；选取专用的过滤器利用过滤法处理箭上产品与地面管路连接环节产生的多余物。

（3）事后控制

总装气密试验操作完成后，也要做好试验后控制，应该使用干净的工具擦干表面附着的冷凝水；逐一检查地面设备、箭上产品、各管路开口部位多余物，防止多余物进入系统，影响试验效果；对于部分贮箱类箭上产品，在气密试验完成后，应采取充低压的方式进行保护，同时采用置换法置换气体，以免外部空气等杂质进入产品内部。

3.2多余物控制方法的灵活运用

第一，利用露点仪，定期检测并记录气源质量的露点以及杂质含量；第二，定期清洁打扫现场环境；第三，利用湿温度计定期检查现场温度与湿度；第四，在登记清单上记录好工具设备的使用时间、使用数量以及试验名称，确认其外观性能是否良好，保证设备在有效期内使用；第五，气源的吹除，在连接地面管路与气源管辂前，进行放气操作，对箭上管路和管路出口部位进行低压空气清洁；第六，在连接箭上产品时使用专用过滤器；第七，气密试验流程严格按照文件要求执行；第八，在总装气密试验完成后，为控制放气速度，相关操作人员要尽量擦干表面的冷凝水；第九，进行气密试验后要进行气体的置换，为避免外部空气进入，还应该充足低压，确保正压保护；第十，气密试验后，做好试验行迹化管理，以及封堵防尘工作，确保箭上产品、管路开口等部门没有异常。

4结语：

综上，新一代运载火箭总装中多余物的防治具有一定的重要性与长久性，近几年我国在航天领域多余物预防中制定了相关技术规范与管理制度，箭上环境总体来说得到了有效改善，与此同时，由于多余物掺入直接导致的质量问题层出不穷。其中插孔内部多余物、插头卡帽部位多余物、放气产生多余物、管嘴内多余物并不是偶然产生的，主要是由于清理和检测手段落后、控制措施不够完善。鉴于此，以后的工作中，相关部门应积极引进先进的多余物排除、检测与控制手段，加强多余物产生全过程控制，逐步完善管理系统，从技术和管理等多个方面对多余物防控措施进行细化，进而为运载火箭总装工作提供更加优良的环境。

参考文献：

[1]王津, 张学伟, 杨旭,等. 浅述多媒体记录在运载火箭总装质量控制中的作用[J]. 科学与信息化, 2019, 000(022):124-126.

[2]顾中华, 宋建岭, 张鑫,等. 运载火箭贮箱多余物立式自动清理与检测技术研究[J]. 载人航天, 2020，24(3):361-367.