摘要

回收着陆系统在总装过程中不可避免地产生各种多余物，如果不及时采取措施，将导致系 统故障，甚至失效，对航天器飞行任务造成严重后果。因此，如何有效预防与控制多余物，始终是回收 着陆系统总装工作面对的重要课题。文章结合回收着陆系统总装的特点，对多余物进行了分类，分析了 多余物造成的危害，在多余物预防与控制、多余物检查、多余物清除等方面，在继承传统经验方法的基 础上，创新采用一些新的工艺方法、新的工艺装备、新的操作方法，使回收着陆系统总装多余物得到有 效控制，确保产品装配品质。

引言

航天器生产研制过程中必然产生各种各样的多余物，在人类航天史上，因多余物造成的航天器故障 不乏其例。如，美国“阿特兰蒂斯号”航天飞机，由于舱内存在沉积的多余物导致 OSO-8 Lyman-Alpha 电子设备提前 40d 失效。1990 年 2 月 22 日，“阿里安”火箭在法属圭亚那发射时发生爆炸，导致箭毁星亡，爆炸是由发动机供水管道内存在多余物引起。2002 年，“神舟三号”运载火箭发射前，由于某继电器内部存在微小的点焊飞溅金属多余物，导致控制设备的某项功能失效。对航天器回收着陆系统来讲， 其作为航天器飞行任务的最后一环，多余物可导致产品可靠性降低，丧失其特定的功能，造成回收着陆 系统故障或失效，结果将是致命的、灾难性的，造成的损失无法估量。因此，多余物带来的危害必须 得到高度重视。 目前，有关航天器多余物预防与控制有国家军用标准、航天行业标准、航天科技集团公司标准， 这些标准对军工产品、航天产品（软件产品除外）的设计、生产、工艺、试验、包装、运输等过程提 出了许多要求，内容比较全面、具体，对航天器回收着陆系统总装多余物预防与控制起到十分重要的 指导作用。但是由于航天器回收着陆系统的特殊性，如结构紧凑、空间狭小、降落伞与气囊数量多、 不可测项目多等，上级标准有关降落伞与气囊等柔性产品的多余物预防与控制要求存在不足。本文在 航天产品多余物相关标准的基础上，结合航天器回收着陆系统的特点，从“5M1E”（人、机、料、法、 环、测）各环节提出要求，对总装多余物的来源、种类以及对回收着陆系统造成的危害进行分析，归 纳总结传统经验与方法，通过优化工艺流程、完善工艺装备、提高操作技能以及创新操作方法等途径， 来加强多余物预防与控制，对提高回收着陆系统装配质量，提高系统工作可靠性，具有借鉴意义和指 导作用。

多余物的定义及分类

在航天行业标准《航天产品多余物预防与控制》QJ2850A-2011 中，对多余物（FOD）的定义是： 产品中存在的由外部进入或内部产生的与产品规定状态无关的物质。对航天器回收着陆系统总装 而言，凡是在产品总装交验时存在不符合设计图纸、技术文件以及技术条件规定的物质均可以称为多 余物。 回收着陆系统是由降落伞装置、气囊装置、火工装置、结构机构装置以及电学产品等组成的复 杂系统，其产品总装具有如下特点：

1）回收装置或伞舱结构紧凑、空间狭小、装配工序多，系统 产品一般从回收装置或伞舱底部开始从下往上按序依次安装（叠放）固定，产品集中度高，层次感 强；

2）装配现场参与人员多，涉及总体、工艺、装配、电测及检验等人员，人员较为集中，使用 的工装、工具种类多；

3）装配过程中一般不允许再进行机械加工，因此不会产生因机械加工导致 的金属多余物；

4）装配分为工艺件装配和正式件装配，存在部分零部件重复拆装的情况，也会导 致产生多余物的风险；

5）安装固定降落伞装置使用的各种绳、带等辅助材料用量大，特殊要求下 会有手工缝纫操作；

6）每道装配工序的装配前、后要求对产品状态、装配状态进行确认并拍照， 需要使用拍照标识。 根据多余物的定义，其来源是由内部产生、外部引入。结合回收着陆系统总装的上述特点，梳理常 见多余物的类别和产生途径，主要形式如表 1 所示。常见总装多余物见图 1。

多余物对回收着陆系统造成的危害

多余物是导致航天器回收着陆系统工作失效的一种常见形式。多余物按其危害程度可分为致命多余 物、严重多余物、一般多余物。其中，致命多余物是指能使产品丧失主要功能，造成致命故障，使其 失效，导致发射、试验失败的多余物；严重多余物是指能使产品某些性能降低，造成局部故障，有一定 危害影响的多余物；一般多余物指不影响产品性能，在一般情况下不会造成致命或严重后果的多余物。 多余物对回收着陆系统可能造成的危害主要表现在几方面： 

1）回收着陆系统中的降落伞装置以及气囊装置都是由特殊织物材料加工而成，如果在降落伞、气囊 与舱体结构之间存在金属多余物，因降落伞在出舱开伞以及气囊充气展开过程中处于相对运动状态，降 落伞或者气囊则会受金属多余物的挤压、划割、扎刺而受损失去功能。 

2）某些型号上安装伞舱压力传感器，多余物进入并堵塞传感器的取压孔，导致传感器发生故障。 

3）进行电学产品的电连接器对接操作时，多余物进入电连接器的插孔，可能导致电子设备中电路间 短路或线路异常。

4）某些电连接器有防水要求，如要求在穿舱插头与结构之间涂覆填充硅橡胶。硅橡胶具有流动性， 固化需要一定的时间，胶液过多容易沿结构往下流动或滴落到下层产品，使下层产品受到污染难以清理， 进而影响产品正常工作。

5）安装火工装置、结构机构装置时，多余物可能导致动作部件卡滞或卡死。

多余物预防与控制

装配过程中多余物是绝对存在的，不存在是相对的。多余物预防与控制要全员参与，全过程控制。 回收着陆系统装配参照这些标准，从“5M1E”各环节（人、机、料、法、环、测），结合自身特点提出 预防与控制要求并严格落实，具体内容见图 2。

人员培训

组织所有（包括工艺、操作、检验、总体、电测等）参与装配的相关人员进行有关多余物方面的培 训，通过学习多余物问题的典型案例，认识多余物的来源及其危害，提高对多余物产生的原因和危害的 认识，增强多余物预防与控制意识。结合回收着陆系统装配的特点，识别易产生多余物的环节及常见多 余物，掌握常用多余物的识别、检查、清除方法及工具的正确使用。通过讲座培训和实操提高装配人员 的操作技能，熟悉掌握装配流程，杜绝因操作不当产生多余物。

工艺设计

工艺设计过程中应从工艺流程、工艺方法、工艺装备、操作方法等方面对总装多余物的预防与控制 提出要求，内容应全面，具备可操作性。易产生多余物的环节及相应的预防控制措施主要包括： 

1）不合理的工艺流程对多余物的产生、检查、清除有直接影响。工艺中除严格按照相关标准和规范 对多余物预防与控制提出要求外，还应通过分析回收着陆系统的组成与装配特点，制定相应的工艺流程， 合理安排装配工序，将容易产生多余物的工序提前安排。有条件的可通过产品模装，优化工艺流程。 

2）辅助材料选用不当也是产生多余物的主要原因。工艺中选用的辅助材料应符合相关规定要求，如： 减振防护采用硅橡胶板代替毛毡；固定线缆、打结绳头全部采用聚酰亚胺膜单面压敏胶带代替医用胶布和普通胶带；清理擦拭产品采用无尘拭布或无尘拭纸代替医用纱布。 

3）防水处理中的硅橡胶涂覆处理不当容易产生多余物。工艺上采用“少量、多次、分层涂覆、即涂 即清”的方法。 

4）主伞装入伞舱后，伞包与伞舱之间留有缝隙，容易掉落多余物，且不易清除。因此，工艺中应明 确提出预防措施，如及时用垫布填塞缝隙，防止后续操作过程中多余物掉落到缝隙中，装配工作完成后， 务必取出垫布，否则垫布也会成为多余物。 

5）经过机械加工的结构产品直接交付总装，在装配过程中容易产生多余物。工艺中要求结构产品交 付总装前进行预装配，使零部件之间得到磨合，通过预装配将结构上的毛刺“磨下来”，残留的碎屑、污 物等“带出来”，再进行清除。必要时，工艺人员还要根据结构产品特点合理设计并完善工艺装备，二者 结合，减少或避免因结构原因产生多余物的可能性。

装配过程

装配过程全部为手工操作，使系统内部与外界长时间直接接触，是易产生多余物尤其是人为因素导 致多余物最多的环节，因此预防与控制多余物十分重要。除了严格按照工艺设计及相关规定和要求执行 外，还要针对性地采取控制措施，有效杜绝外部引入多余物。具体包括： 

1）对多余物要“即查即清”。也就是每一道工序完成后，必须立即检查、及时清除，确认不存在多 余物，方可开始下一道工序。封舱合盖前，必须再次检查清除多余物，同时按照工艺要求逐一清点零部 件、紧固件及工具工装等的数量，杜绝将上述物品遗留在回收装置中或伞舱内。 

2）每道工序执行三检制度，由操作者、互检者、检验者共同检查，这是多余物预防与控制的有效手段。 

3）某些产品安装会出现难以预测的情况，工艺中无法对每一步操作提出具体要求，需要操作者根据 现场情况灵活掌握。如某型号的保护板安装是封舱合盖前的最后一道工序，也是最容易因操作不当产生 多余物的一个环节。保护板与相关结构之间既存在接口关系，又存在局部微小干涉，导致保护板面板的 局部变形以及安装孔错位，同时某些结构件遮挡了保护板几处螺钉的安装路径。如果操作不当，螺钉极 易脱手，掉入并夹在主伞和伞舱之间的缝隙深处，常用的清除方法无法取出，只能拆除产品，取出主伞， 造成整个装配工作前功尽弃，严重时会导致主伞与伞舱被划伤，产品报废，严重影响型号任务。因此， 需要装配人员及时总结经验，针对性的摸索出一些操作技巧和方法，主要包括：a）安装前必须按照工艺 要求用垫布填塞主伞与伞舱之间的缝隙；b）根据保护板与周围结构件的干涉情况、保护板变形情况以及 安装孔错位情况，现场确定保护板螺钉的安装顺序，并采用先拧入后拧紧的方法；c）根据安装位置总结 出实用有效的操作方法，如双指按压拧入法、单指按压拧入法（见图 3）

多余物的检查及清除方法

多余物的检查及清除十分重要，是保证装配质量和系统正常工作的重要手段。 回收着陆系统装配有两种模式：一种是以某型飞船为代表的“伞舱交付→在整舱（器）上安装伞舱 →安装伞舱内产品”的装配模式，装配工作全部在 AIT 总装大厅完成；另一种是以某型卫星为代表的“在 回收装置内完成产品装配→回收装置整体交付→回收装置上星”的装配模式，装配工作全部在研制单位 内完成。因此，多余物的检查及清除要结合回收着陆系统装配的特点，采取的方法要简单、实用、有效、 易操作、对产品无损。

多余物的检查方法

装配过程中的多余物检查方法主要有目视检查法、内窥镜检查法、照相检查法、全程录像检查法， 具体应用说明见表 2。

多余物的清除方法

常用的多余物清除方法主要有吹除法、粘除法、擦除法、吸除法、勾夹法，具体操作及应用环境见表 3。

清除多余物要根据现场情况，选择适合的清除方法。如对结构凹槽、深沟处的多余物可先使用皮吹 或毛刷将多余物清理出来，再合理选择上述方法清除。

控制效果

以某飞船回收着陆系统为例，在安装主伞切刀时，由于主伞接头结构原因，切刀在压入圆柱形安装 孔的过程中，切刀上的密封圈受到结构“啃切”作用，导致密封圈受损，被“啃切”掉的密封圈残片尺寸大约在 1mm 左右，留在主伞接头内形成多余物。针对这种因主伞接头结构原因产生多余物的情况， 工艺人员通过优化工艺流程、完善工艺方法、合理设计工艺装备、提高装配人员操作技能、细化操作方 法等措施抓好源头控制，有效避免产生多余物，取得良好效果。采取措施前后的控制效果见表 4。

结束语

对航天器而言，多余物永远是一个绕不开的话题。航天器回收着陆系统总装多余物如何得到有效的预 防与控制，对提高航天产品装配精度，成功完成航天器飞行任务十分重要。随着未来数字化装配技术的不 断进步与广泛应用，在传统多余物预防与控制技术的基础上，充分利用数字化技术手段，通过建立相关信 息的数据库，实现全程数字化监控和管理，进一步提高航天器回收着陆系统总装多余物预防与控制水平。

搬运件完毕

原标题：航天器回收着陆系统总装多余物预防与控制

编写人员：赵玮 1 刘燕 2

（1 北京空间机电研究所，北京 100094；2 北京航天动力研究所，北京 100076）

文件翻译：无翻译内容

文件校对：Falcon 9

搬运件出版方：ASPT-航天科普小组

搬运件版权所有：搬运件出版方无版权

原文件出版方：《航天返回与遥感》

原文件版权所有：《航天返回与遥感》编辑部

出版时间：当地时间2022

原文地址：http://journal11.magtechjournal.com/Jwk3_htfhyg/CN/10.3969/j.issn.1009-8518.2022.02.004