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國家產(chǎn)業(yè)計量測試中心助力中國航天事業(yè)發(fā)展

發(fā)布時間:2019-04-24 作者: 來源:市場監(jiān)管總局計量司 瀏覽:3344
  2019年4月24日將迎來第4個“中國航天日”,本次航天日主題為“逐夢航天·合作共贏”。1970年4月24日,我國第一顆人造地球衛(wèi)星"東方紅一號"發(fā)射成功,拉開了中國人探索宇宙奧秘、和平利用太空、造福人類的序幕。
  2016年4月24日,習近平總書記在首個“中國航天日”到來之際作出重要指示:探索浩瀚宇宙,發(fā)展航天事業(yè),建設航天強國,是我們不懈追求的航天夢。經(jīng)過幾代航天人的接續(xù)奮斗,我國航天事業(yè)創(chuàng)造了以“兩彈一星”、載人航天、月球探測為代表的輝煌成就,走出了一條自力更生、自主創(chuàng)新的發(fā)展道路,積淀了深厚博大的航天精神、中國航天事業(yè)的飛速發(fā)展與我國計量能力的提升息息相關。計量被譽為“工業(yè)生產(chǎn)的眼睛”。世界工業(yè)發(fā)達國家把計量檢測、原材料和工藝裝備列為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的三大支柱。當前,新一輪科技革命正在催生產(chǎn)業(yè)重大變革,不斷形成新的生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)形態(tài)、商業(yè)模式和經(jīng)濟增長點,也給計量提出了許多新需求、新挑戰(zhàn),迫切需要計量在測量精度、測量方式和測量數(shù)據(jù)等方面不斷提供更加精準、更加極端、更加快速、更加泛在的服務,特別是要聚焦產(chǎn)業(yè)實際發(fā)展需求,提供產(chǎn)業(yè)計量測試技術服務。從2013年開始,市場監(jiān)管總局(原質(zhì)檢總局)開始在高技術產(chǎn)業(yè)、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)等重點領域部署國家產(chǎn)業(yè)計量測試服務體系的構(gòu)建工作,深入聚焦產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸問題和需求,匯聚各方資源和力量,加強產(chǎn)業(yè)專用測量設備、測試技術和方法的研究,不斷取得突破和進展。目前已在航天領域批準籌建國家運載火箭產(chǎn)業(yè)計量測試中心、國家航天器產(chǎn)業(yè)計量測試中心、國家航天信息技術產(chǎn)業(yè)計量測試中心、國家航天動力產(chǎn)業(yè)計量測試中心4家國家產(chǎn)業(yè)計量測試中心。各國家產(chǎn)業(yè)計量測試中心不斷調(diào)研了解產(chǎn)業(yè)需求,聚焦產(chǎn)業(yè)發(fā)展核心瓶頸問題,有針對性的開展產(chǎn)業(yè)計量測試技術研究和服務,幫助中國航天在2018年完成豐碩成果:嫦娥四號探月、北斗三號組網(wǎng)、發(fā)射次數(shù)首次獨居世界第一。
  國家航天器產(chǎn)業(yè)計量測試中心完成火星車模擬發(fā)射過程內(nèi)外壓差測試任務。航天器在空間工作的過程要經(jīng)受嚴苛環(huán)境考驗,由于需要在極端環(huán)境條件下長時間運行,用于火星探測的火星車需要特殊的熱控設計,需要在表面 包敷集熱膜層,以起到集熱和保溫作用。該膜層能耐受的最大壓差是有嚴格要求,而火星車發(fā)射過程的外部環(huán)境壓力急劇變化,極易造成型號內(nèi)外壓差過大而使集熱膜層遭到破壞。為了驗證型號排氣設計是否有效、發(fā)射過程集熱膜層是否完好無損,需要在模擬發(fā)射過程排氣試驗中精確測量型號內(nèi)部和外部的壓差大小。中心克服了高精度標準器真空環(huán)境應用、小型標準器的減震設計等關鍵技術,在火星車型號測試面臨的測試精度要求高、任務時間緊、測試環(huán)境差等難題的情況下,在較短的時間內(nèi)完成工裝設計加工、減震結(jié)構(gòu)設計、測控軟件編寫及集成、校準、綜合測試等工作,并圓滿完成現(xiàn)場測試技術服務。本項目的實施,展示了國家航天器產(chǎn)業(yè)計量測試中心的硬件水平和技術實力.在為火星探測任務的順利推進提供了高質(zhì)量的測試技術保障的同時,也拓展了中心測試技術服務范圍。

  國家航天信息技術產(chǎn)業(yè)計量測試中心以時頻技術為基礎,全方位服務北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng),提供精確的時間頻率基礎產(chǎn)品和計量測試服務。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是我國正在實施的自主研發(fā)、獨立運行的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng),而高性能原子鐘和精確時間頻率測量設備作為導航系統(tǒng)的核心,對導航精度具有決定性作用。航天信息計量產(chǎn)業(yè)中心作為我國唯一同時開展晶體、晶振、頻率源、氫原子鐘、銣原子鐘、銫原子鐘、時間頻率測量設備研制以及時間頻率計量測試服務的專業(yè)研究所,為北斗導航系統(tǒng)累計提供幾十臺星載氫原子鐘和星載銣原子鐘,幾百只宇航級晶體和晶振,產(chǎn)品歷經(jīng)系統(tǒng)設計、驗證、試驗、組網(wǎng)所有階段。

  國家運載火箭產(chǎn)業(yè)計量測試中心為解決火箭發(fā)動機研制生產(chǎn)中噴注器環(huán)小孔的精密、快速測量難題,以“先進激光機密測量技術創(chuàng)新團隊”為核心,充分調(diào)研國內(nèi)外火箭發(fā)動機噴注器環(huán)小孔結(jié)構(gòu)測量技術研究現(xiàn)狀,在近年來國家科技部重大科學儀器設備開發(fā)專項、國家質(zhì)量基礎等項目技術研究積累的基礎上,提出“基于模型的全自動光學智能測量”的技術方案,規(guī)劃了“測得準、側(cè)得快、分析快、可溯源”四步走的研究思路,突破了基于激光編碼、多位置平差優(yōu)化算法的高精度標定、基于多維度模型的測量要素識別定位及路徑規(guī)劃等多項關鍵技術,研制了火箭發(fā)動機噴注器環(huán)小孔自動化掃描測量系統(tǒng),實現(xiàn)了機器人、自定位轉(zhuǎn)臺等多傳感器系統(tǒng)全參數(shù)精密標定及數(shù)據(jù)融合,進而實現(xiàn)了噴注器環(huán)小孔復雜結(jié)構(gòu)多參數(shù)的準確、快速測量,從原來的10天縮短到2個小時,為火箭發(fā)動機研制生產(chǎn)工藝提升找到了有效可行的解決辦法。

  國家航天動力產(chǎn)業(yè)計量測試中心針對液體火箭發(fā)動機地面冷試驗動應變參數(shù)測量原理和需求,研制一套基于光纖光柵傳感器的動應變參數(shù)測量校準系統(tǒng),將原動應變測量結(jié)果不確定度由15%提高至10%以內(nèi)。該系統(tǒng)最大的特點是可以最大限度地增加通道數(shù),滿足測點多、簡化結(jié)構(gòu)的需求;光纖光柵傳感器抗干擾能力強,可以盡可能地提高其測量準確度?;诠饫w光柵傳感器的光纖應變測量系統(tǒng)為火箭發(fā)動機熱試車動應變測量提供了一種可靠的方法,可以有效獲得試車過程中發(fā)動機關鍵部組件的全過程動應變響應變化情況,為各關鍵部件模態(tài)分析、找出固有頻率提供可靠數(shù)據(jù)支撐,同時為解決發(fā)動機試驗中現(xiàn)存的技術問題提供了有效的解決方案。

  航天科技是國家戰(zhàn)略性高科技產(chǎn)業(yè),是國家安全和現(xiàn)代化國防建設的戰(zhàn)略基石,是綜合國力和大國地位的重要體現(xiàn)。航天領域產(chǎn)業(yè)計量測試中心的建立有助于提高航天領域產(chǎn)業(yè)計量核心競爭力,助推我國由航天大國向航天強國轉(zhuǎn)變。
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