新銳設(shè)計(jì)師直面挑戰(zhàn) “飛天戰(zhàn)袍”是這樣造出來的
12月26日晚,中國航天員翟志剛和葉光富身穿新一代“飛天”艙外服行走太空,這是神舟十三號載人飛行任務(wù)中第二次進(jìn)行出艙活動。目前,新一代“飛天”艙外服的功能性能通過了空間站4次出艙活動的考驗(yàn),確保航天員在軌出艙活動任務(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,他們一致認(rèn)為,改造后的艙外服活動效果明顯增強(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。他們在新一代“飛天”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”
擺脫臃腫、笨重,讓艙外活動更加自如……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、操作不便等問題。這讓設(shè)計(jì)師們坐不住了,立即開始設(shè)計(jì)適體性優(yōu)化方案并進(jìn)行論證。
經(jīng)過9輪的反復(fù)修改,適體性優(yōu)化方案終于通過。2020年3月底,上級拍板要啟動艙外服軟結(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”,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任務(wù)。
進(jìn)行上下肢的優(yōu)化升級,是要將艙外航天服臂展和下肢各縮短10厘米。這聽起來容易,做起來難,減尺寸的同時,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,采取日報制。上肢設(shè)計(jì)師冉倩干起活來雷厲風(fēng)行,“決不讓問題過夜”。憑著這股勁,冉倩提前了一個月通過評審。
手套的交付時間雖然略晚,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短各異,要保證每個人都穿戴合適,真是件難事。新一代艙外服對手套進(jìn)行了分型設(shè)計(jì),既要針對原有的S、M、L三種型號的指叉貼合度和虎口張開角度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),還要將使用人群多的M號細(xì)分為M-1和M-2型,此外還為女性航天員新增XS號,在上次出艙活動中,航天員王亞平使用的艙外服手套就是定制的XS號。
XS號手套設(shè)計(jì),團(tuán)隊(duì)以前沒有相關(guān)研制經(jīng)驗(yàn),只能從零起步,尚坤負(fù)責(zé)開墾這塊“處女地”。首先要重新打造手模,由于疫情原因,無法與廠家面對面交流,只能通過視頻進(jìn)行遠(yuǎn)程溝通,這給工作增加了難度。但尚坤憑著過人的耐力,把XS號手套圖紙一點(diǎn)點(diǎn)給“拼”了出來。
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)下的尺寸測量工作十分耗時、費(fèi)力,但劉東岳每次都鉆進(jìn)服裝仔細(xì)測量內(nèi)部容腔高度數(shù)值,反復(fù)穿脫體驗(yàn)觸感,通過親身體驗(yàn)獲得了更好的優(yōu)化效果。在上次出艙活動中,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)時間緊、壓力大,車間派來一對工齡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滿了尺寸,被打上一個個小孔,折上層層小褶,做好詳細(xì)標(biāo)記,再用袋子精心分裝好,送往她的愛人——縫紉組組長楊金興那兒。
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。光一個單品,圖紙有一百多頁,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,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,他們將以前的一個月縮短到一周。
靠信念完成“熬人”測試,讓航天員活動自如
一個人,在一個空曠的測試間,面對測試臺上一個緩緩轉(zhuǎn)動的上肢結(jié)構(gòu)試驗(yàn)件,盯著顯示屏上連續(xù)跳動的數(shù)字……每天重復(fù)做兩三千次這樣的測試,連續(xù)20余天,從早到晚。這,就是上下肢測試員白立春的工作常態(tài)。
產(chǎn)品定型后,要經(jīng)歷性能和壽命測試,測試產(chǎn)品的關(guān)節(jié)活動性、氣密性、重量、外形尺寸等方面,每件產(chǎn)品要經(jīng)過數(shù)萬次的測試。這是一件極其枯燥單調(diào)的活兒,白立春坦言:“這非常熬人。如果沒有信念支撐下去,真是很難堅(jiān)持。”
如果說上下肢的測試是個熬人的活,那手套的測試就是個既熬人又消耗體力的活兒。手套放在測試箱里充上壓,模擬太空環(huán)境。測試操作員要把整只胳膊塞進(jìn)測試箱,戴上手套,體驗(yàn)抓握和腕部轉(zhuǎn)動效果。充上40千帕大氣壓的手套,像個膨脹的面包,每次抓握和轉(zhuǎn)動都不那么輕松,胳膊還要一直架著。而手套測試員劉少杰一天要這樣做數(shù)千次,一天下來,手都會水腫。
團(tuán)隊(duì)成員們所做的一切,都只為一個目標(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了空間站4次出艙活動的考驗(yàn),確保了航天員在軌出艙活動的順利實(shí)施。服裝的適體性也已獲得出艙航天員們的好評,他們一致認(rèn)為,進(jìn)行適體性優(yōu)化后的艙外服活動性更好、舒適性更佳。
(記者 章文)