“航天九院助长五B开启问天新征程”

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5月5日18时，中国海南文昌航天发射场发出轰鸣声，长征5号B运载火箭腾空发生后，将新一代载人飞船试验船准确送入预定轨道，首次飞行圆满成功。

箭从计算机到惯性导航仪器、遥测产品和传感器、转换器、机电部件等，宇航九院开发的航天电子产品以其强大、稳定、可靠的性能，为长征五号B运载火箭开启天新征。

▲长征5号B遥一运载火箭腾空发生了

通过以下问题

一起调查一下吧

长度为5b的第一次飞行任务背后

九院力

1.5b长的“大脑”的强度在哪里？

九院771所为长征5号B运载火箭研制了相当于火箭“大脑”的火箭计算机，有条不紊地完成了火箭参数采用、飞行轨道计算、飞行轨迹卫星导航新闻误差修正以及控制指令输出等多项复杂的控制任务，保证了火箭的准确入轨

长征5号B运载火箭的“大脑”之所以强大，是因为箭载计算机内部设计了3个总线控制电路，利用3个中取2投票机构实现了bc权在3个总线控制电路的切换，即使一度发生故障，箭载计算机也能够完成火箭的实时控制和新闻集成

另外，箭头计算机内部设计有独特的“听诊器”，通过自动“监听”飞行控制软件运行中的各种重要参数，在不涉及软件的情况下将参数自动组帧传输到地面测量控制系统的存储器中，从而 这个“听诊”装置，我们称之为总线监控技术。 该技术可以使控制系统无需改变飞行程序的控制流程，获取越来越多的运行过程原始数据，及时、比较有效地发现系统存在的风险问题，为系统故障定位提供判定依据，从而保护火箭的首发飞行征兵

2 .如何在浩瀚宇宙中确保火箭的准确轨道？

茫茫黑夜空、浩瀚宇宙、长征5号B运载火箭从点火起飞的那一刻起，如何确保准确进入预定轨道就成为了极其重要的问题。

九院13研制的惯性导航设备和704研制的卫星导航设备将发挥重要意义。

其中13家激光导航企业开发的激光陀螺惯性测量组合(以下简称激光习惯组)是火箭控制系统的重要单机，具有小型化、高可靠性、高精度、长寿命、测量范围广等优点 13时代的光电企业是火箭配套的三种重要单机，其中光纤习惯组作为后备产品，主要用于火箭的导航和制导，具有测量精度高、可靠性高等优点。 光纤速度陀螺仪和钟表装置主要用于火箭的姿态控制，具有测量速度快、瞬时精度高等优点，能可靠地将载荷送入预定轨道。

在火箭点火上升空进入预定轨道的过程中，卫星导航仪器也发挥着重要的意义。 承担着704火箭控制系统、测量系统中卫星导航设备的研制任务，对相关产品的精度和可靠性要求都很高。 其中应用于控制系统的某型卫星导航接收机，主要完成了高动态条件下导航卫星的跟踪锁定，与惯性测量相结合构成了导航系统用于制导控制，为确保火箭轨道精度的测量系统而配套的某型 两种产品对于确保箭旋和多种复杂姿态变化条件下的不间断定位，大幅提高定位的可靠性和稳定性，确保火箭高精度入轨具有重要意义。

3 .太空航行，船为什么不会迷路？

海上航行靠舵手，太空靠导航。 长征5号B成功地对首次飞行任务进行了运载火箭，将新一代载人飞船试验船送入预定轨道。 在宇宙飞船漫游太空的过程中，为了确保宇宙飞船的对时方向，九院13家激光导航企业在宇宙飞船上结合了典型的空间小型化高精度激光惯性测量的组合，作为主imu的全过程进行工作， 该产品年成功实现月球探测项目再入飞行器，作为主要imu，在轨飞行8天，绕月球一周，以第二宇宙速度跳跃式再入方法返回地球，为返回舱开伞超高精度提供了有力保证，产品性能达到国内先进水平。

九院13家时代光电企业开发的光纤imu产品应用于新一代载人飞船试验飞船的gnc分系统，负责敏感飞船的空间惯性坐标系中的旋转角速度和平移加速度，可以为宇航员手动控制飞船提供导航新闻。 该产品成功完成了年内高速再入月球返回飞行试验机的任务，并随试验机着陆返回。 此次新一代多用途飞船的发射任务，是该产品时隔6年完成飞行任务，充分验证了光纤imu的可靠性，使新一代载人飞船试验飞船能够在天空自由漫游。

4 .长度5b的全遥测依靠什么？

在观看火箭发射的直播时，我们经常可以听到“雷达跟踪正常”、“遥测信号正常”、“飞行正常”等密码。 这些密码的发放离不开九院704先进的遥测传输技术和产品。

在这次任务中，704研制的中国首个箭载激光位移测量系统随着火箭的上升空，顺利完成了辅助飞行任务。 该系统具有测量精度高、速度高、量程广、体积小、重量轻等优点，可以实现位移和速度并进行测量，适合航天器高速率分离过程中的高精度测量。 该系统是在探索704所新专业、开拓新方向、适应新常态过程中取得的重要成果，具有完全自主的知识产权，奠定了704所激光传感行业的领先地位。

更重要的是，704的“遥测性能增强组合技术”作为长5系列运载火箭的重要创新技术之一，通过基础技术创新，一举突破了遥测高速数据传输的瓶颈。 遥测性能增强组合技术为国内首创，许多技术指标达到国际先进水平。 该技术在小的建设价格下，可以大大提高整个遥测系统的性能，将遥测系统的数据传输速度提高数倍，为新一代大型运载火箭专项工程的实施节省较大的建设经费。

九院539工厂也为火箭安装了火箭测量系统的天馈产品，主要包括箭上的二级遥测天线、脉冲响应天线、安全指令接收机天线、gps接收天线、整流罩安全指令接收机天线以及天线上安装的不均等器 其中，遥测天线在火箭发射的各个阶段都发挥着发送箭的遥测信号，实时传达火箭的“健康状态”的作用。 应答机天线是全箭天线中技术上困难的天线，可以经由应答机天线将应答机的外部测量信号发送到地面，也可以将接收到的地面脉冲信号发送到应答机。 通过在箭头周围均匀地配置gps接收天线，完成gps信号的传输。 安全指令接收机天线用于配合整流罩上的安全指令接收机进行无线信号的接收，完成安全控制任务。 各种高频电缆配合工作分割器，整齐地传输信号，填满上面连接的不同长度的电缆，传输相同强度的信号。

在研发阶段，539工厂采用仿真实测等手段验证多种天线方案，经过优化和试验选择最佳天线种类，对长征5号B运载火箭的贮存环境、发射优势等多种因素进行了大幅的适应性设计，使得天线具有更强的耐盐雾能力

另外，九院289厂负责开发设计的长征5号系列运载火箭辅助级数据采集器，为单发火箭配置4个数据采集器，采集火箭飞行中的环境参数，将火箭推进器的即时飞行状态反馈给地面指挥中心。

5 .长度为5b的健康“体检”怎么办？

只有通过火箭“体检”，才能点火发射，在这方面，九院开发生产的电子技术和产品也发挥着重要的意义。

在此次发射任务中，九院704所在的长征五号B运载火箭采用光纤传感技术对箭上管道固定结构等进行了安装、调试、拆卸、重装、运输、飞行过程的多参数全周期规模化健康监测，实时反映了结构的应变场和温度场变化 704所是我国首个在航天飞机飞行中应用光纤准分布式传感技术的单位，所提供的光纤传感技术已经为我国的多态性飞机提供了健康监测服务。

海南文昌发射场在704处部署了火箭遥测地面接收系统，为火箭发射任务前靶场最后阶段火箭自身和箭上测量设备情况的最终诊断测试提供了可靠的信号接收、数据判断依据。 通过遥测信号的判读，检测火箭各重要部位的工作是否正常，是确保火箭能否如期发射的重要指标。 遥测系统像忠诚的守护者一样，在型号研发阶段的实验室调试、桌面联试、总装现场测试、靶场总检、任务发射等重要阶段，静静承担着其总部和重要工作，始终发挥着独特的作用。

另外，九院771研制的地面测试计算机在火箭发射前，可以及时检测火箭上计算机设备的状态，确认火箭发射前的一切状态正常。 另外，相当于地面指挥中心和箭上设备之间的“新闻中转站”，通过互联网接收地面主机的控制命令，通过高速串行端口向箭上设备传输数据，开始箭上软件的运行，是箭上设备的正常运行。

6 .火箭的感知能力来自哪里？

长征5号B运载火箭也可以说是中国运载火箭历史上的“巨无霸”，为时刻感知、监测和记录箭的各系统和部位的各种参数状态提出了更高的要求。

作为传感器、变换器(即两器)产品的主力配套单位，九院704所火箭配套两器产品1000多台，涉及火箭液位、压力、流量、位移、温度、热流、振动、过载、噪声等各种参数。 这两个产品遍布全箭，可以清晰地感知箭的各系统和部位的各种参数状态，其测量结果用于动力系统的射前监测、发动机启动条件的判断标准、控制系统的关闭、飞行中箭的就业情况的判断等，在任务中长征5号B

另外，704处为火箭配套生产的箭上测量系统电缆网共计100多根，它们遍布全箭，像火箭的“神经系统”一样，是搭载各种遥测参数进行信号传输的比较有效的载体。 箭上测量系统的电缆网采用了近50种六百多只连接器、十多种四万多米电缆。 为了保证火箭巨大的“神经系统”能在海南高温、高湿、高盐度的艰苦环境下正常工作，在704所产品的研制过程中，集中力量进行了一系列技术攻关和验证试验。 最终保证了电信号的传输，对电缆网中的千只连接器进行了防水防潮技术的解决，确保了海南靶场特殊环境下“中枢”和“终端”可靠的互联互通，确保了产品的可靠性。

7 .人手有限，如何提高效率，保证质量？

九院在型号科研生产过程中，推进两化融合事业，提高科研生产效率，提高产品质量。

在这次发射任务中，九院704所注重先进制造能力的提高，为了提高火箭同样产品的生产效率和生产质量，704所从高度数字化和高度新闻整合的业务流程和新闻流入手，到了agv制导技术、机器人技术、自动仓储技术、 应用rfid和条形码技术以及工业多媒体数据包采集技术、mes系统等新一代新闻采集与管理技术，开展技术创新和流程优化，从人、机到704各个专业生产现场各发扬工匠精神，将产品视为精品，辅助产品的生产制造任务。 据不完全统计，5b长远程火箭产品电路板自动化率接近90%，数据融合器、远程数据融合单元的生产周期和生产响应时间缩短了两倍，生产效率明显提高。

在这次任务中，长度为5b的远程火箭组的数据集成器、远程采编单元等产品上的关键部件使用了bga封装形式，其焊接质量对产品有着重要的作用，更决定了产品的成败。 为了保证长度5b远程一火箭相同产品的一次焊接成功率，704所不断探索bga封装的焊接参数，设计植球工装，控制锡膏的厚度和焊接温度，利用自动化设备和光学检测设备，长度5b远程一火箭产品的bga焊接成熟度，

704所利用高效的自动化生产、全面可追溯的精细质量管理、精准快捷的自动化物资供应链，为5b长远程火箭模型任务的圆满成功提供了有力的保障。

8 .宇宙微电子的自主创新出现在哪里？

从长征5号B运载火箭到新一代载人飞船试验船，这次航天飞行任务随处可见航天微电子自主创新的身影。

为了确保长征5号B运载火箭稳定飞行、精确入轨，九院771所三冗余箭载飞行控制计算机自主研制出许多关键技术:控制周期同步技术、同步三架单机协同工作、精确控制指令输出，同步精度达到纳秒级。 采取公交三中二切换技术，实现公交三冗余控制，确保箭牌新闻通道的安全性。 总线“监听”和箭头高速串行通信技术实现箭头a/b通道的双重冗余通信，自动实现箭头上的新闻流“监听”和组帧的下载，地面测试计算机解除帧进行接收。 该技术为射前测试和发射决策提供第一数据支持。

在这次任务中，九院772所为火箭组合了fpga、新闻解决电路、ad/da、总线等多种核心集成电路产品，用于导航、遥测、控制、伺服等多种系统。

72自研的高性能fpga辅助惯性导航系统的姿态控制，使火箭能够准确地进入预定轨道，控制飞行速度和轨迹。 72辆自研客车用于火箭的实时控制和新闻整合，保证了新闻传输的顺畅，提供了鲁棒性强的“高速公路”。 另外，长度5b使用772个自研ad/da转换器收集火箭姿态的连续模拟信号，核心控制器接收和发送优质数字信号，实时精确转换，是习惯组的核心器件，是模拟世界和数字信号转换的

72家公司在新一代载人飞船试验船上配套了cpu、存储器、asic、fpga等近20种具有高效通信控制功能的核心部件，其中最核心的100mhz sparc v8架构解决方案和600万门抗辐射fpga产品在轨道应用中至关重要。

9 .飞艇的时钟和频率基准信号是如何保持整齐的？

在新一代载人飞船试验船上，九院539工厂为测量和通信分系统组合了频率合成器。 频率合成器是宇宙飞船上的重要设备，主要为宇宙飞船上的电子设备提供多种频率、多种波形高稳定度的时钟和频率基准信号。 由于采用频率合成器信号的设备很多，该频率合成器是整船标准信号的“心脏源”。 产品一旦发生故障，将影响船上许多设备的正常业务。

10 .在飞艇上如何实现安全用的“火”？

火工控制装置顾名思义是用于控制火工品的设备。 九院539厂研制的火工控制装置均为“火工品管理器”系列产品，用于多型号航天器“火工品”的起爆控制和火工品起爆状态的监控，分别由神舟和天宫系列产品承担着航天器起飞到返回地球过程中许多火工品的起爆任务， 在飞船发射上升阶段、飞船箭分离、防护罩投掷、太阳翼在轨道上展开、天线展开、返回阶段船舱分离等多个环节，都需要控制和完成火工品起爆、切割等动作。

11 .宇宙飞船在轨道上运行的各类动作如何控制？

九院539厂开发的控制驱动器是两仓姿态和轨道控制功能分系统的核心部件，是分系统各阀负荷和推进其他分系统的桥梁纽带。 受控制系统指令解码后，可以正确驱动各负载阀进行燃料推进，控制新船在轨道上运行的各动作，使新船保持和控制在既定的运行轨道上，使新船保持正确的姿态。 此外，控制驱动器还通过总线将推进分系统的各类新闻传送到综合电子分系统进行遥测，从而提供让地面测量站接收推进分系统反馈的各类比较有效的新闻。

12 .点火时的信号控制如何实现？

观看火箭发射的直播，倒计时点燃的场景令人印象深刻。 但“5.4.3.2.1，点火”只是我们在电视屏幕上可以看到和听到的点火指令。 要真正向火箭传达指令，使火箭能够“听懂”点火指令，九院165工厂自主开发的各种继电器产品的组合是不可缺少的。

165工厂为火箭配套了多种继电器产品，其中常年维护各功能稳定的电磁继电器产品和固体继电器产品，成功地帮助了各要点型号任务的发射。 值得注意的是，165厂长征5号B运载火箭配套的直流固体继电器具有集成化程度高、开关速度快、耐过载、可靠性高等优点，是该企业两种固体继电器中产量最多的产品，dpa不合格、生产线停产 是处理了该产品的生产瓶颈问题，应用于中国航天的许多重要火箭，发挥了信号控制的重要作用。 另外，为了提高配套的电磁继电器产品的成熟度，技术人员采用了专业的攻关，经过多次设计改进、验证，处理了寿命之余小、电参数稳定性差、振动之余小等问题，而且装配调整难度降低，

13 .广温圆型电连接器为什么这么闪亮？

九院825工厂为长征五号B运载火箭配套10系列、158规格、1540只以上/套产品。 在众多型号的成套产品中，最明亮的是y22bh宽温圆形电气连接器。

该产品作为箭头键的机电接口部件，通过法兰安装在箱前底、后底底座上，实现发动机上燃料介质箱的密封连接，引出箱内推进剂液位、温度传感器测量的液面、温度信号。

y22bh宽温圆形电连接器产品作为企业y22系列的新生代，继承了企业以前开发生产的y22系列超低温电连接器的耐超低温等优良特点，充分借鉴和使用了成熟的设计结构和技术，成为“长5b”推进剂采用的各种从业介质 为了提高产品的耐高温性，825工厂通过工艺专业攻关，将温度幅度从原来的303℃扩大到530℃，完全满足“长度5b”发射的“宽度”的特殊需要。 改进后的产品插座低温耐压指标也提高了1.4倍，比较有效地满足了“长度5b”飞行中的密封可靠性。

14 .发动机在高温下燃烧，通过什么来保障电路的导通和信号传输？

装在火箭一级、二级发动机上的电缆网产品，由九院693工厂生产，主要连接发动机和火箭测量系统，将火箭发动机的温度、转速、压力等信号反馈到控制中心，是火箭监测的重要

作为火箭发动机不可缺少的电缆网，适应海南高温、高湿、多雨环境的影响，实现防水、防潮和绝缘，火箭点火后，在发动机高温运行状态下，确保电路导通和数据信号传输的安全性和可靠性，也是发动机电缆网的产品性能

15 .发射前的火箭是怎么站在“立正”上的？

如果将长征5号B运载火箭这个庞然大物拟人化，九院693工厂开发的垂直度调整设备就像这个“巨无霸”身体中的“眼睛”一样，垂直度调整设备从以前的单一“瞄准”升级为火箭制作锐利的“复眼” 多“准星”探测，始终感知火箭“一触即发”前姿态的微小变化，将测量信号准确发送到指挥控制中心，进行数据观察和控制，确保火箭发射前姿态的最后“监测”、“调整”、“瞄准”。

另外，箭上设备采用全密封结构的设计，具有良好的防水防潮耐电磁屏蔽性能，不受发射场测量系统环境的影响，出现信号抗干扰性能差、数据波动大等现象，保证了测量精度的可靠性。

16 .点火发射有多强？

九院200工厂在长征五号B运载火箭的辅助箭上安装了三台综合控制器，发射中质量可靠，性能稳定，圆满完成了这次任务。 另外，200家工厂在火箭控制系统的地面测控设备上配套了plc控制组合、发制公启中继组合等数十种控制设备，特别是控制厅○号指挥发射倒计时0秒后按点火发射按钮的发制公启中继组合由200家工厂负责生产，

不忘航天国家的初心

肩负着宇宙强国的使命

长征5号B运载火箭

在第一次飞行的勋簿上

宇航员闪耀着光芒