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嫦娥五号“挖土之旅”圆满成功背后 看四川航天人贡献了哪些“创新造”

2020-12-17 09:35:17来源:封面资讯编辑:覃贻花

12月17日凌晨,嫦娥五号顺利返回,月球“挖土”之旅完美结束。作为中国首个实施无人月面取样返回的探测器,嫦娥五号为我国探月工程重大科技专项“绕、落、回”三步走发展战略画上一个圆满的句号。

记者了解到,2015年起,中国航天科技集团四川航天技术研究院下属的四川航天燎原科技有限企业就开始承担嫦娥系统部分卫星产品的研制生产任务——主要涉及太阳帆板驱动线路、中心控制单元、推进线路盒等产品的生产工作,并按计划完成星上机箱20余台、电路板200余块。所有产品均100%实现了按时保质交付,产品合格率达100%。

此次嫦娥五号产品的研制生产对于四川航天的团队来讲,更像是新的挑战。为此他们制定了更为严苛的生产加工标准,运用新的方法,全力达成了“百分百”目标。

更严苛的新标准

按不同器件的特性设四级岗位基线并制定奖惩措施

由于嫦娥五号任务运行环境的特殊性,产品在力学和热学方面的要求十分严苛。作为目前唯一的返回式探测器产品,以往常用的生产加工方法难以同时保证卫星产品的在轨运行和顺利返回的高标准要求。为此,四川航天燎原科技有限企业技术人员为嫦娥五号每一个产品、每一块单板都设置了不同于以往产品更严格的生产、检验新标准。

早在2013年,企业就开始了嫦娥五号相关产品的预先研制工作。根据不同的器件规格形式、封装类型以及加工难度,设置A、B、C、D四级岗位基线并制定专门的奖惩措施,在人员配置方面选强配优。

同时,任务高峰期采用专线单元运行与共性单元相结合的生产组织模式,对产品进行信息化管控,24小时全力保障产品生产,专人专线等措施为嫦娥五号产品研制提供了强大的人员和设备保障,保证了嫦娥五号产品的按期交付。

短时间专项攻关

“0”备料挑战“100%”成功

早在2013年,嫦娥五号产品预先研究的攻关阶段,研制团队就发现了很多“嫦五”产品的“特殊性”。印制板单板面积较大、器件组成复杂、涉及种类多且密度大,这些都给产品的研制过程带来了不小的挑战。“仅我负责的一块印制板,硬件成本就近200万,比我自己的全部身家都要贵。”操编辑明万平笑着说道,“卫星产品的制造过程很特殊,涉及到的物料都很贵重且不易采购,大家没有一个备料,也不容许哪怕一点点的失败。”

由于嫦娥五号产品的特殊性,需保证在有限的时间内完成规定的焊接作业。在人工焊接难以保证焊接时间的情况下,企业大胆进行了生产线自动化焊接的探索工作。

为了使散装物料能够被全自动贴片机准确地汲取同时避免抛料、压力损伤等问题,研制团队进行了专项攻关,设计制作20余种专用散料托盘,摸索出了一组贴片机吸嘴压力参数,首次实现了卫星产品某器件的自动化焊接一次成功。

按照此方法,团队不仅大大提升了生产效率,同时保证了产品的焊接质量和一致性。“没有备料,大家必须一次成功。那个时候大家都憋着一口气,心想着一定要实现物料的100%一次焊接成功。”操编辑周坤先容。

摸索出独门绝技

让器件能够经受住不同温度下的“冷热煎熬”

嫦娥五号研制涉及某些特殊器件,如某种芯片装焊的装联工作。“此类器件引线数多达256根、引脚厚度仅有0.13mm,焊接后需保证每个引线与焊盘间的焊料厚度控制在规定的范围内,且要经受-55℃到+100℃的高低温试验保证不开裂。为达到这一技术指标,要求芯片一次成形成功,确保引线共面度小于0.1mm。“面对这个情况,全国技术能手何苗都倍感压力。“每个厂家采用的引线材料还不尽相同。要确保每次成形都一次成功且满足共面度要求,差一点都不行,这难度可想而知。”工艺杨喆麟补充道。

成形仅是完成了芯片装焊准备工作的第一步,如何确保256个焊点全部一次焊接合格并且能够经受极其严苛的环境试验考验,又是另一个更大的难关。技能骨干郑奎每每回忆起当年的攻关时光都忍不住要感叹一番。“为了适应‘嫦五’产品极高的试验要求,大家焊接的时候都要打起十二分的精神,一点都不能错、一度都不能差。”

为了生产时一次达到要求,研制团队经历数十次的反复研究和试验,终于摸索出了一整套自己贯穿该芯片装联全流程的工艺方法和操作绝招。从器件成形到器件搪锡再到器件焊接,整个过程研制团队靠着自己独门诀窍,硬是把芯片的装配工作整得“巴巴适适”,让产品能够稳妥可靠地经受住一次又一次的高低温试验“冷热煎熬”。

“嫦娥五号倾注了很多技术人员的心血。为了嫦娥五号,他们有时把家都安在了工位上。看到嫦娥五号顺利返回,作为亲自参与过的航天人,大家有种不一样的成就感。”党支部书记杨明笑着说道。

刘帅 封面资讯记者 杨晨

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