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国家产业计量测试中心助力中国航天事业发展

发布时间:2019-04-24 作者: 来源:市场监管总局计量司 浏览:3040
  2019年4月24日将迎来第4个“中国航天日”,本次航天日主题为“逐梦航天·合作共赢”。1970年4月24日,我国第一颗人造地球卫星"东方红一号"发射成功,拉开了中国人探索宇宙奥秘、和平利用太空、造福人类的序幕。
  2016年4月24日,习近平总书记在首个“中国航天日”到来之际作出重要指示:探索浩瀚宇宙,发展航天事业,建设航天强国,是我们不懈追求的航天梦。经过几代航天人的接续奋斗,我国航天事业创造了以“两弹一星”、载人航天、月球探测为代表的辉煌成就,走出了一条自力更生、自主创新的发展道路,积淀了深厚博大的航天精神、中国航天事业的飞速发展与我国计量能力的提升息息相关。计量被誉为“工业生产的眼睛”。世界工业发达国家把计量检测、原材料和工艺装备列为现代工业生产的三大支柱。当前,新一轮科技革命正在催生产业重大变革,不断形成新的生产方式、产业形态、商业模式和经济增长点,也给计量提出了许多新需求、新挑战,迫切需要计量在测量精度、测量方式和测量数据等方面不断提供更加精准、更加极端、更加快速、更加泛在的服务,特别是要聚焦产业实际发展需求,提供产业计量测试技术服务。从2013年开始,市场监管总局(原质检总局)开始在高技术产业、战略性新兴产业等重点领域部署国家产业计量测试服务体系的构建工作,深入聚焦产业发展瓶颈问题和需求,汇聚各方资源和力量,加强产业专用测量设备、测试技术和方法的研究,不断取得突破和进展。目前已在航天领域批准筹建国家运载火箭产业计量测试中心、国家航天器产业计量测试中心、国家航天信息技术产业计量测试中心、国家航天动力产业计量测试中心4家国家产业计量测试中心。各国家产业计量测试中心不断调研了解产业需求,聚焦产业发展核心瓶颈问题,有针对性的开展产业计量测试技术研究和服务,帮助中国航天在2018年完成丰硕成果:嫦娥四号探月、北斗三号组网、发射次数首次独居世界第一。
  国家航天器产业计量测试中心完成火星车模拟发射过程内外压差测试任务。航天器在空间工作的过程要经受严苛环境考验,由于需要在极端环境条件下长时间运行,用于火星探测的火星车需要特殊的热控设计,需要在表面 包敷集热膜层,以起到集热和保温作用。该膜层能耐受的最大压差是有严格要求,而火星车发射过程的外部环境压力急剧变化,极易造成型号内外压差过大而使集热膜层遭到破坏。为了验证型号排气设计是否有效、发射过程集热膜层是否完好无损,需要在模拟发射过程排气试验中精确测量型号内部和外部的压差大小。中心克服了高精度标准器真空环境应用、小型标准器的减震设计等关键技术,在火星车型号测试面临的测试精度要求高、任务时间紧、测试环境差等难题的情况下,在较短的时间内完成工装设计加工、减震结构设计、测控软件编写及集成、校准、综合测试等工作,并圆满完成现场测试技术服务。本项目的实施,展示了国家航天器产业计量测试中心的硬件水平和技术实力.在为火星探测任务的顺利推进提供了高质量的测试技术保障的同时,也拓展了中心测试技术服务范围。

  国家航天信息技术产业计量测试中心以时频技术为基础,全方位服务北斗卫星导航系统,提供精确的时间频率基础产品和计量测试服务。北斗卫星导航系统是我国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统,而高性能原子钟和精确时间频率测量设备作为导航系统的核心,对导航精度具有决定性作用。航天信息计量产业中心作为我国唯一同时开展晶体、晶振、频率源、氢原子钟、铷原子钟、铯原子钟、时间频率测量设备研制以及时间频率计量测试服务的专业研究所,为北斗导航系统累计提供几十台星载氢原子钟和星载铷原子钟,几百只宇航级晶体和晶振,产品历经系统设计、验证、试验、组网所有阶段。

  国家运载火箭产业计量测试中心为解决火箭发动机研制生产中喷注器环小孔的精密、快速测量难题,以“先进激光机密测量技术创新团队”为核心,充分调研国内外火箭发动机喷注器环小孔结构测量技术研究现状,在近年来国家科技部重大科学仪器设备开发专项、国家质量基础等项目技术研究积累的基础上,提出“基于模型的全自动光学智能测量”的技术方案,规划了“测得准、侧得快、分析快、可溯源”四步走的研究思路,突破了基于激光编码、多位置平差优化算法的高精度标定、基于多维度模型的测量要素识别定位及路径规划等多项关键技术,研制了火箭发动机喷注器环小孔自动化扫描测量系统,实现了机器人、自定位转台等多传感器系统全参数精密标定及数据融合,进而实现了喷注器环小孔复杂结构多参数的准确、快速测量,从原来的10天缩短到2个小时,为火箭发动机研制生产工艺提升找到了有效可行的解决办法。

  国家航天动力产业计量测试中心针对液体火箭发动机地面冷试验动应变参数测量原理和需求,研制一套基于光纤光栅传感器的动应变参数测量校准系统,将原动应变测量结果不确定度由15%提高至10%以内。该系统最大的特点是可以最大限度地增加通道数,满足测点多、简化结构的需求;光纤光栅传感器抗干扰能力强,可以尽可能地提高其测量准确度。基于光纤光栅传感器的光纤应变测量系统为火箭发动机热试车动应变测量提供了一种可靠的方法,可以有效获得试车过程中发动机关键部组件的全过程动应变响应变化情况,为各关键部件模态分析、找出固有频率提供可靠数据支撑,同时为解决发动机试验中现存的技术问题提供了有效的解决方案。

  航天科技是国家战略性高科技产业,是国家安全和现代化国防建设的战略基石,是综合国力和大国地位的重要体现。航天领域产业计量测试中心的建立有助于提高航天领域产业计量核心竞争力,助推我国由航天大国向航天强国转变。
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