2023年5月17日,第五十六颗北斗导航卫星成功发射,在轨测试入网后将进一步提升北斗三号定位服务精度。航天科技集团五院北斗导航卫星总装团队系统总结北斗三号各型卫星研制经验,为推动实现“三高”全面发展,全面引入数字化手段,大力开展自主可控、技术传承、守正创新、降本增效等措施,高质量完成型号总装工作。
4月2日,第五十六颗北斗导航卫星顺利从北京运抵西昌。这是北斗三号卫星首次使用国产运20飞机进行整星运输,提高了整星运输环节的自主可控能力,节省了可观的运输成本。
五院总装与环境工程部研制的适用于运20飞机的外减振式新型整星包装箱,可最大化利用国产飞机内部空间,兼容多型号的运输需求。针对运输工作,团队开展组织把关,详细分析总装作业质量安全风险,相继克服了运输固定难度大、装载飞机过程风险高等困难,圆满完成了运输总装工作。
面向“三高”全面发展要求,团队从工艺设计方法、工艺文件体系、工艺设计平台以及管理制度体系建设等方面开展了精益设计实践:从接收设计数据开始,开展工艺数据规划与结构化设计;对通用工艺技术的统型,建立基于总装标准作业程序(SOP)的精益工艺设计体系,提升工艺文件的细化、量化水平,提升现场操作的一致性;开发适用于航天器总装的工艺设计平台,通过数字化手段开展工艺详细设计,实现结构化、规范化、可视化、精细化的工艺设计;建立工艺知识库,进行工艺设计相关知识的汇总与管理,支撑工艺快速设计与标准化设计。
第五十六颗北斗导航卫星研制过程中应用了智能化数据库系统,使产品信息及其关联脉络得以清晰呈现。工艺设计人员将设计理念转化为看板系统中的可执行文件,忠于原始设计理念的同时,实现了三维模型关联、工艺图册挂接、技术参数套入等多种技术输出形式,更加完整、准确地体现设计意图。同时,将电子化的工艺图直接发送至卫星总装工位,操作人员可通过生产终端的屏幕进行查看,实现工艺、总装、检验三位一体,保证工艺设计数据的正确性和快速上线。
与传统工业制造相比,卫星总装研制工作在各环节存在显著的非标准化的特点。团队潜心总结组网卫星研制经验,形成一套行之有效的技术传承与创新方法,并在第五十六颗北斗导航卫星上应用验证了多项新技术,提升了卫星研制的自动化和智能化水平。
热敏电阻作为航天器热控系统中的重要测温元件,广泛分布在卫星上各个位置。热敏电阻安装后,需要验证从测温元件沿电路一直到采集设备的整个通路的功能正常,这个性能测试环节一直是卫星研制过程的难点之一。凭着多年技术积累,团队综合运用信息融合转换、在线采样提示算法等新技术,实现了热敏电阻响应的定量化判定,将卫星热敏电阻热响应测试效率提升50%以上。
团队积极采用自动化手段,将大量智能设备应用于第五十六颗北斗导航卫星的总装环节,用科技实现人机协同,促进研制流程高效运转。
在众多智能设备中,自主知识产权的机器人舱板开合系统集成了最多的“黑科技”。其中,柔性力控、人机协同转换等技术的应用效果明显,人工需要花上2个小时的合舱板工作,使用机器人后30分钟内就能精准完成。自主研制的柔性力控等技术的应用,克服了舱板开合过程中的操作不稳定、过度依赖人员经验等问题,提升了卫星对接装配环节的质量。
卫星自动调姿系统大大提升了在大型部组件安装、舱段精密对接、太阳翼对接展开试验、天线对接展开试验等工作中位姿精密调整的自动化水平。卫星自动调姿系统安装在卫星转台上,可实现卫星在任意姿态下的6个自由度的位姿精密调整,满足卫星在不同姿态间的自动化转换。使用该系统后,卫星太阳翼安装由原来5人减少为1人操作,卫星调姿时间由2小时减少为15分钟,大大提高了总装效率。