我的书签
添加书签
移除书签二、改进攻关
- 杨利伟提供了这样一个信息：在火箭升空110秒时，他感受到强烈的振动，这种现象大约持续了20秒。
- 气闸的功能类似于长江三峡大坝的船闸，不同的是船闸用来调节水位高度，气闸舱用来调节气压。
- 乍暖还寒的天气，这个意外的“下马威”让航天动力技术研究院人的心一下子掉进了寒冷的冰窖。
改进长征运载火箭系统
发射“神舟6号”和“神舟7号”的火箭虽然都叫“长征2号F”运载火箭，但与发射“神舟6号”的那枚相比，担负“神舟7号”飞船发射任务的这枚火箭，做了36项技术改动，其中的两个技术攻关尤其值得关注。
这两处改动一个是“加气囊”，一个是“铝改钢”。
所谓“气囊”，其实是在火箭助推器内新安装的一套“变能蓄压器”。这一改动，是为了进一步解决火箭上升过程中的共振问题。
“神舟5号”航天员杨利伟凯旋后，曾提供了这样一个信息：在火箭升空110秒时，他感受到强烈的振动，这种现象大约持续了20秒。
要知道，火箭发射时必然会有振动，但如果航天员感到强烈不适，则说明产生了共振现象，把正常的振动放大了。
为此，发射“神6”的“长征2号F”运载火箭作出了相应的改进，成功消除了大部分共振现象，但问题还没有完全解决。
虽然两位航天员没有感到有特别的不适，但火箭科研人员事后分析遥测数据，发现火箭起飞126秒后还是出现了逐渐增大的振动。
如果这个问题不彻底解决，“神舟7号”上的航天员还有可能遇到，像杨利伟那样的耐受性问题。
改进后的“神6”，共振发生在助推器上。于是，研制人员决定，用安装蓄压器的方法，来进一步降低助推器的振动频率。
为此，载人航天工程运载火箭系统副总设计师张智解释说：“比如，你平时拧一个水壶晃动时，在水壶里放一个气球，壶里水振动的频率就会低很多。”
“蓄压器利用的就是这个原理，它像一个大气囊，能够把助推器里液体的共振给‘吸’掉。”
但是，火箭在不同的飞行阶段，助推器振动的频率是不一样的。因此，蓄压器“吸振”的能力必须随助推器振动频率的变化而变化。
于是，技术人员又想出了安装“变能蓄压器”的招数。“变能蓄压器”其实是两个容积约1.2升的金属膜盒，就像在助推器的管腔里放了两个气囊。
火箭上升的前72秒，一个“气囊”工作，从72秒开始，两个“气囊”连通共同工作，进一步降低振动频率。
张智说：“这道理听起来简单，但蓄压器容积多大？安装在什么位置？从第几秒开始工作？这都需要大量的分析测试。”为此，他们列出了一个超级复杂的微分方程组，仅未知数就有126个。
经过反复的试验测试，变能蓄压器“吸振”的效果非常出色。因此，张智说：“我相信，改进后的‘神7’火箭，航天员乘坐时，感觉会更舒适。”
“神舟7号”火箭的第二个亮点是“铝改钢”，就是将二级增压管路的材质，由铝合金换成了不锈钢，目的是解决这一部位在高温环境下的漏气问题。
“神舟6号”成功发射后，测控人员根据遥测数据发现，火箭飞行第四五一秒时，二级轨舱的温度传感器、热流传感器指数有轻微的下降。
于是，张智他们就想，当时发动机工作得好好的，热源没有消失，为什么温度会下降呢？
大家没有忽略这个细小的疑点，做了大量检测和细致的对比实验，最后找到是二级增压管路发生了漏气。
张智他们觉得很奇怪：二级增压管路没有缺损，密封圈也十分严密，那么，漏气点在哪里呢？
经过仔细分析，研制人员最后得出结论，是制作二级增压管路的铝合金，耐受不住火箭飞行时的高温而轻微漏气。
于是，他们就用耐高温的不锈钢替代了铝合金。这么一改，整个装置的重量增加了18公斤，也就是说，火箭的运载能力减少了18公斤。
张智介绍说：“用18公斤来换火箭的可靠性，我们觉得还是值得的。”
“神舟7号”任务是长征火箭“铝改钢”后的第一次飞行，此后，长征系列的其他运载火箭也会延用这一创新性的修改。
在“神舟7号”发射前的评估测试中，它的可靠性评估值更达到了0.97的新高度。这样精确的可靠性指标是怎样“算”出来的？
载人航天工程火箭系统副总设计师宋征宇说：“可靠性0.97，就是说100次发射中有97次成功，有3次可能失败。”
宋征宇解释说，可靠性评估要依据大量的参数，参数由两部分构成：一是在地面做的大量试验，把试验时间折算成飞行时间。
更关键的，是火箭实际发射的飞行数据，从“神1”到“神6”，“长2F”火箭有6次飞行实践，这些“子样”都是评定数据的重要补充。
各种试验时间和成功“子样”的累积，使得可靠性评估值不断增加，再加上对我们火箭的不断改进和完善，使得火箭可靠性大大超过了设计时0.97的指标。
剩下0.03的不可靠性，就靠发射人员平时深入细致的工作来尽早地发现、剔除，以及在火箭发射前把隐患消除掉。
最后，载人航天工程火箭系统总设计师荆木春透露说：“送‘神7’上天，将是传统状态下‘长2F’型火箭的‘谢幕之战’。从下一发开始，承担载人航天任务的‘长2F’火箭将迎来大规模改进。”
“长2F”的改进将分两步走。第一步是发射目标飞行器的改进型“长2F”火箭。它的技术参数，包括所有设计图纸都要全部更换。
从外观上看，“改进型”火箭将去掉逃逸塔，整流罩的直径增大，外形头椎曲线将采用气阻更小的“冯卡门曲线”。
内部结构上，火箭对惯性测量系统重新进行了可靠性设计，采用新的制导控制方案，电子设备也将实现更新换代。
火箭的入轨精度将提高一个量级，运载能力大幅增加，故障容限度将达到两度故障也能正常工作，火箭重量更轻，体积更小，集成度更高。
第二步是新一代的“全液氧煤油中型运载火箭”。新一代火箭的推进剂将换成无毒、无污染的全液氧煤油推进剂。
这种火箭是我国新一代火箭系列中的一支，它的芯级直径3.35米，捆绑2.25米助推器，将是未来用途最广、发射密度最高的火箭。
在几次无人飞行器的发射实践后，改进成熟的“全液氧煤油中型运载火箭”将担负我国载人航天器的发射任务。
改进神舟七号飞船系统
要知道，连接分离机构承担着飞船轨道舱、返回舱和推进舱间连接和分离的重任。
因此，无论是飞船入轨，还是完成使命后返回地面，都离不开一种名为“连接分离机构”的安全锁。
这种锁能开能闭，确保“神舟7号”的3个舱段合时紧密牢固，分时迅速准确。
在火箭高速上升时，安全锁既要承受重达数吨的载荷，又要保证舱间紧密连结。
在飞船返回时，两舱间的安全锁又必须根据指令同时打开，保证轨道舱和返回舱准确分离，这是航天员能否安全返回关键所在，不能有丝毫差错。
从“神舟1号”到“神舟7号”，飞船的安全锁都由沈阳航天新光集团有限公司研制和生产，它是我国自主创新具有完全自主知识产权的产品。
前6次“神舟”系列飞船成功飞行，并安全返回验证了新光集团“连接分离机构”的安全可靠。
为“神舟7号”配套的安全锁产品比“神舟6号”更为先进。
此外，“神舟7号”与以往的“神舟”系列飞船相比，在“体态”上呈现出“眼睛”更亮、“翅膀”变少、“躯干”拉长等三大亮点。
上海航天局为“神舟7号”飞船承担了推进舱的结构和总装，以及推进分系统、电源分系统、测控与通信分系统中8个子系统设备的研制任务。
由于“神舟7号”将实现航天员出舱“行走”，这给飞船的通信环节提出了比以往更高的要求。
与“神6”相比，“神舟7号”在轨道舱、推进舱的舱体安设了两部摄像机，用于观测航天员在舱外试验的全过程，航天员在附近“行走”等动作也可尽收“眼”底。
作为首次搭载到“神舟”飞船的全新载荷，这两部摄像机在研制过程中克服了“既要减重，又要好用”的两难问题。
航天员“太空行走”的画面要传到地球、传到国人眼中，离不开这两颗“眼睛”的率先探视。
由于“神舟7号”比“神舟6号”携带更多的载荷，航天员增加了一名，还要带上舱外航天服和太空生活的必需品，因此飞船的能源保障至为关键。
为了减轻飞船的负重，“神舟7号”的能量源泉、形似“翅膀”的太阳帆板，必须从“神舟6号”及以往飞船的两对“翅膀”减少为一对。
为此，“神舟7号”飞船系统副总设计师和秦文波比喻说：“‘用电户’增加了，‘发电厂’减少了。这对矛盾，‘神7’最终解决了。”
“神舟7号”的“躯干”，也出现了一少一多的变化。秦文波介绍，“一少”是飞船减少了轨道舱的16台发动机，仅保留了推进舱和返回舱的动力设备。
其原因是，航天员完成任务准备返回地球时，轨道舱将不再保留，而是与飞船分离，燃烧并消失。
“一多”是飞船相比于过去，轨道舱内将增加一个“夹层”，这个“夹层”即气闸舱，其作用是帮助航天员在舱内、舱外提供气压缓冲，出舱前要“减压”，从太空返回后要“升压”，其原理类似潜水员进出深海潜艇时需进行水压调节。
据介绍，气闸舱内有卸压、增压的设施，可以帮助航天员“排解压力”。由于轨道舱相关载荷的增加，“神舟7号”飞船的“躯干”部分，也比“神舟6号”有所拉长。
改进飞船轨道舱系统
为了适应“神舟7号”飞船在轨时，航天员出舱活动的任务，科研人员对“神舟7号”飞船的轨道舱内的布局结构，进行了较大改变。
例如，为了腾出存放舱外航天服的空间，取消了轨道舱内的两层仪器板，增加了两副航天服的支架。
航天服取下后，支架可以进行折叠，以扩大航天员的活动空间。
由于航天服重达100多公斤，在上升段可对舱体结构产生较大的拉力，科技人员根据传力路径对舱体与支架的连接部位，通过增加支撑桁条，对舱体的强度进行了强化。
考虑到航天员出舱后航天服可能膨胀“变胖”，科研人员对返回舱原有的舱门进行了加大，直径由750毫米增加到850毫米。
球状门体的增大，导致返回舱受力机构的一系列变化，科研人员因此对原有数据和机构进行了适应性修改和优化。
舱门采取内开设置，最大角度可达到100度，尽可能方便航天员进出。
航天员出舱活动时，需要着舱外航天服开关门。由于航天服机动关节的原因，操作比较费劲，科技人员为此增加了固体润滑膜，尽量减轻阻力，方便开合。
由于轨道舱不再承担留轨开展空间实验的任务，科技人员取消了它的两只“大耳朵”，即太阳能翼板。
此外，航天员出舱以后如何保持与舱内和地面的联系？太空行走过程中，如何了解航天员的生理状态？这就涉及航天员出舱通信的问题。
为此，513所在“神舟7号”飞船系统研制中，承担了热控、数管、环控生保、测控、结构机构、乘员等分系统设备的研制工作。
航天员出舱通信，是513所近几年来承担的最为艰巨的攻关任务。
该项目研制的目标，是实现地面测控人员实时监测出舱活动舱外航天服状态、出舱航天员生理数据、并实现出舱航天员与舱内航天员及地面指挥人员之间的实时通话。
其核心技术为我国航天领域首次应用，不论是对513所的科研人员还是对中国的航天领域，都是一个新的课题。
要知道，航天员出舱通信与地面的手机通信有很大不同，它不仅要确保舱外航天员能够随时保持与舱内航天员以及地面的通话联系，还要传输航天员安全信息。
因此，对设备的可靠性、安全性要求更高，对体积、功耗要求苛刻。
为了攻克技术难关，513科研团队在国内10多所科研院所、大学开展了广泛调研，查阅了大量资料，终于攻克了CDMA多址、低速率话音压缩、解压、信道编译码、软件无线电等多项关键技术难关。
同时，经过反复试验、验证，他们还克服了由于通信距离短而导致的短波信号发射、衰变失真等问题。
2004年3月，513所终于研制出了我国第一代出舱通信样机，实现了话音和数据通信功能。
为了确保万无一失，513所预备在“神舟7号”发射前夕，派出了4名技术人员对设备进行了调试。
此外，513所还所承担了航天服的电子设备的研制任务。
航天服是航天员出舱活动另一项必备条件。出舱航天服设备的研制，是“神舟7号”任务中的又一个新课题，这在我国是第一次。
在这项任务中，513所承担了70%的电子设备的研制任务。它涉及环境控制，电动控制，数据采集、存储和传输等方面。
这就需要对航天员出舱活动时的生理数据和航天服的内环境相关数据进行采集、存储和传输，对各支路电开关进行控制。
这些设备的共同特点，就是小型化、轻量化、功耗低、可靠性高，以减少航天员出舱活动时的负荷并保证航天员的安全。
产品的小型化是设备生产的一项重要工作。小型化就意味着一台设备需要具备多项功能，而功能多了，对设备的可靠性就会造成影响。
虽然513所有在卫星中类似设备的研制经验，但要满足以上各个条件，则不是把原有设备简单地按比例缩小的问题。
有些设备需要航天员操作，要考虑人机功效学的问题，还要便于操作，并且考虑设备对航天服和航天员的影响。
在航天服专项产品中，由于要尽量节省空间，一些设备的形状和外形就必须与相邻的设备很好地衔接。这些异形的设备加大了电装环节的加工难度。
为确保设备的安全与可靠，航天服总体在每一研制阶段，都会根据各设备联试情况对设计方案进行改进和完善。
因而，513所研制的这些设备，也要随之进行调整和修正。按照总体要求，科研人员从系统的角度思考问题，一次次的将产品修改。
通过一次次设计方案的完善和修订，一次次的质量分析和归零，攻关小组终于拿出了满意的产品。
完美攻克气闸门难题
“神舟7号”飞船和以往一样，也是推进舱、返回舱、轨道舱的三舱结构。
为了完成航天员出舱活动，轨道舱经过改进，既保留了航天员的生活舱功能，又充当出舱活动需要的气闸舱。
气闸的功能类似于长江三峡大坝的船闸，不同的是船闸用来调节水位高度，气闸舱用来调节气压。
航天员出舱前，气闸舱能够快速泄出空气，使舱内压力接近真空状态下的零气压。
航天员返回后，气闸舱又能快速恢复压力至一个标准大气压。气闸舱内还必须配置其他支持航天员空间出舱活动的设备设施。
因此，“神舟7号”出舱舱门的研制，是气闸舱机构研制最重要的攻关点之一，因为，这里是航天员由飞船走向太空之门。
一个小小的舱门，暗含着很多的“玄机”，更凝聚了研制人员大量的心血和智慧。
门怎么开？向里，向外？左开，右开？开到多大的角度？在真空、高低温等恶劣条件下，舱门能不能正常开关？航天员穿上航天服后很笨重，他们能否方便自如地开关舱门？这些问题，研制人员都要考虑到。
带着这些问题，研制人员经过大量的实验和讨论，他们发现，门向外开虽然不会影响内部的空间，但真空压力会影响门的密封。
如果门向里开，则会最大限度地保证密封性能，是相对安全的选择，但多少会涉及到影响和占用舱内空间的问题。
另外，舱门打开的角度和舱内空间的配置息息相关。一方面，舱门在可达到的空间内尽量开大，以保证航天员出舱方便。
另一方面，也要考虑舱门的位置、角度对其他设备的整体影响。最后，研制人员在权衡了各种利弊舱认为，舱门开启“100度”，是最佳的选择。
此外，出于承载和内压的考虑，舱门并不是平的，而是稍呈圆弧状，使舱门受压均匀，但考虑到承载和空间使用的问题，舱门的弧度不能太大，必须确定最佳的弧度值。
除了舱门本身外，舱门相关设计难点还有很多。要知道，与“神舟6号”返回舱舱门不同的是，“神舟7号”舱门在轨打开与关闭的时候，处于真空环境。
并且，此时飞船所处的温度环境，可能在零下几十度到零上几十度。
因此，要充分考虑和模拟在轨真空高低温环境下的开关门，并检测其密封性和开关力的变化。因为，这会直接影响到航天员的生命安全。
为此，研制人员设计了舱门压点开关和舱门快速检漏仪，用来检验保证舱门的密封性。
舱门快速检漏仪就像一个反应灵敏的“安全卫士”，通过内部的传感装置，感受压力和温度的变化，在短短几分钟之内判断出舱门是否关闭完好，并向航天员发送出“舱门关闭好了，可以脱下航天服”这样的确认信息。
研制过程中，在一次做可靠性试验时，研制人员发现舱门快检仪在低温失重情况下突然失效了！
这是怎么回事呢？大家经过认真分析认为，此前在常温常压的情况下是可以正常工作的，那么这次失效很显然是由于环境因素改变引起的。
按着这个思路，他们分头去寻找问题的根源。随后，负责结构机构分系统设计的研究员刘刚发现，问题出在了一个密封圈上。
这个密封圈用在舱门快检仪减压阀上，这种减压阀广泛应用于飞机上，也曾连续应用于“神舟4号”到“神舟6号”飞船上，是比较成熟的产品。
但是，刘刚深知，在飞船研制上，一切“惯性思维”都可能是致命的。
一个小小减压阀上的密封圈出了问题，就难以准确检测出舱门是否泄漏，这将直接影响到航天员出舱活动回来后轨道舱的泄压，对航天员来说是致命的影响。
此后，经过反复的观察和研究，刘刚认为，“神舟6号”飞船航天员始终处于舱内运动的状态。也就是说，始终处于常压的环境下，而密封圈在低温下却出现了收缩。
问题找到了，于是研制人员重新调整了舱门快检仪减压阀的尺寸，对其结构也进行了微调，最终彻底解决了这个问题。
此外，“神舟7号”的舱门旁边分布着几个压点开关，可别小看了这几个小小的开关，它们关系着航天员的生命，围绕它们的研制也颇费了一番周折。
由于所有的仪器设备都要在真空环境下工作，如何检验它们的可靠性就成了关键的大问题。
即所有的仪器设备，都要在真空罐里模拟真空环境验证、检验，但人不能放到真空罐里做开关门的试验，怎么办？
针对这个问题，科研人员专门研制了一套像机械臂一样的开关机构，人在真空罐外面控制“机械手臂”来完成航天员要做的解锁、开门、关门、锁门等一系列动作，完美地解决了这个问题。
设计航天员的逃生装置
为确保这次载人航天飞行万无一失，“神舟7号”研制团队针对飞船上升段、飞行段、出舱活动段和返回段可能遇到的各种故障，共考虑了185种故障模式。
例如，“长征2号F”型火箭内部装有数百吨的液体燃料，万一火箭出现故障，航天员如何逃生呢？
“长征2号F”型火箭为航天员提供了3种应急救生模式：低空逃逸、高空逃逸和船箭应急分离。
低空逃逸是指起飞前15分钟到起飞后120秒，即火箭抛逃逸塔前，其中包括在发射台上的逃逸。
上升段是飞船发生故障概率最高的时段之一。这一阶段，如果火箭故障检测系统发现了有危及航天员生命的隐患，则要求逃逸塔的发动机立即点火工作，使逃逸塔与火箭分离，带着飞船快速离开推进舱。然后，另一台发动机工作，使飞船偏离火箭轨道。
这两个动作完成后，飞船离火箭这个危险源的垂直与水平距离均约1.2公里，即使装满推进剂的火箭爆炸，这也是安全距离。
紧接着，还会有两台发动机工作，使逃逸塔和轨道舱偏航，为载着航天员的返回舱让路。此时，返回舱可以打开减速伞，按着陆流程着陆。
逃逸塔只负责火箭进入发射状态到飞行120秒这段时间的应急救生。
火箭飞行120秒后，它将自动与飞船分离，以比火箭更快的速度上升，达到一定安全距离后，3号发动机工作，使之偏离飞船上升轨道，完成使命。
在飞行120秒到200秒之间，即火箭抛逃逸塔后，飞船整流罩就开始担任应急救生任务，实施高空逃逸即“无塔逃逸”。
所谓“无塔逃逸”，即由4个高空逃逸发动机和两个高空分离发动机，为整流罩提供动力从而带飞船离开箭体。
整流罩位于船箭组合体顶端。火箭升空前，整流罩在地面保护飞船或卫星，保证飞船或卫星对温度、湿度、洁净度的要求。当火箭升空穿过大气层时，整流罩可以使飞船或卫星免受气动力和气动热影响以至损伤。
整流罩的另一功能就是为航天员提供80秒钟的救生值勤。运载火箭飞出大气层后，整流罩将沿箭体纵向分成两瓣并被抛开，完成它的使命。
整流罩分离后到飞船与火箭分离前，如果发生故障，飞船将和火箭应急分离，利用自身的发动机进入轨道。
飞船成功逃逸后，将降落在内蒙古巴丹吉林沙漠到青岛一线的陆地范围及其延长线的海域上。
这条长1860公里、宽100公里的救生带分成若干区域，每个区域都分布着两架直升机、搜救车辆和专门的应急搜救队伍。
改进神七飞船逃逸塔
载人航天工程不同于一般航天工程，其特殊之处之一就在于，必须确保航天员的绝对安全。
国外航天技术发展的历史证明，威胁航天员的故障大多发生在火箭飞行段，而解决火箭发射故障逃逸救生技术，是一项世界性的难题。
因此，逃逸系统的研制从一开始就被称为载人航天必须突破的三大技术难关之一。
我国在载人航天工程立项伊始，就表明：我们不仅要有高可靠、高安全的火箭和飞船，还要有确保航天员安全的一流的逃逸救生系统。
逃逸系统装置又叫“逃逸塔”。设计这个装置的目的是：在火箭发射过程中，万一发生危及航天员生命安全的意外，紧急情况下，逃逸塔能确保航天员瞬间逃生、安全返回。
同时，在火箭发射顺利时，它还必须点火工作脱离箭体，让飞船得以继续飞行。
正是由于它承担着的双重重大使命，所以被喻为航天员的“生命之塔”，在整个发射过程中备受关注。
因此，研制逃逸塔系统的任务就落在了中国航天动力技术研究院的肩上。
由于逃逸系统的研制是一项完全从零开始的全新技术领域，国内没有任何成熟的经验可以借鉴。
此前，我国也曾考虑向某国成套引进购买，但是，这项技术太敏感了，对方开出天价不说，高昂的价格也仅能购回这项技术的皮毛而已。
为此，航天动力技术研究院最后决定，走自力更生、自主研制的道路。
当时，国内同时有几家单位竞标参与逃逸系统动力装置的研制。要想在竞争中立于不败之地，就必须在方案评审中占绝对优势。
由于该院起步早且起点高，早在载人航天工程论证阶段，技术人员就已经着手搜集材料、设计了多种方案，并好中选优，率先取得了演示验证发动机试车的成功。
同时，该院从设计方案到编写了大量预案报告和技术总结，周详的前期工作，加上国内一流的固体发动机研制实力，因此在方案评审中，该院以绝对的优势拿到了逃逸系统动力装置的研制任务。
1995年4月19日，是主逃逸发动机，首次热试车的日子。
整个逃逸系统动力装置4个型号10台发动机中，主逃逸发动机是形体最大、结构最复杂、研制难度最大的。
试车点火后不到1秒钟，3000多度的高燃速火焰，瞬间将4个前置喷管的弯管部分全部烧穿，四射的火焰将整个试车台烧成了一片火海。
乍暖还寒的天气，这个意外的“下马威”让航天动力技术研究院人的心一下子掉进了寒冷的冰窖。
为了这个形状怪异像一只“四爪鱼”的大家伙，工人们付出了整整一年的艰辛和汗水。由于当时设备条件有限，像这样的异型曲面，硬是工人师傅们用镗床、铣床一刀一刀给“抠”出来的。
这么多人的心血毁于一旦，而且，当时距总体要求结束方案阶段的时间，还剩下不到半年的时间，上上下下千百双眼睛盯着该院，来自各方面的巨大压力可想而知。
为此，院领导和型号“两总”连夜召开了事故分析会。尽管设计人员和工艺人员事先已经考虑到了，这种特殊要求的发动机燃烧室的烧蚀和冲刷环境会很恶劣，并采取了较传统发动机绝热层厚得多的绝热方法。
但事实证明，传统的绝热方法和材料对这种要求异常苛刻的特殊发动机是根本行不通的。
“两总”研究后决定，从设计、材料、工艺、技术等多方入手，多管齐下，成立10多个工艺技术攻关小组协力攻克难关。
于是，牵动全院科技人员神经的“百日攻关”大战开始了。此后，攻关组的技术人员和一线的工人师傅选了成百种材料和配方，做了上千次试验，测试了上万个数据。
当时，正是闷热的六七月间，大家顶着高温，昼夜奋战。为了得到每一项试验的准确数据，大家工作到深夜，就成了家常便饭。有时他们一连工作了好几天，却毫无进展。
年近6旬的发动机总设计师陈立学，整天泡在攻关一线。由于长时间站立，他腰椎间盘旧疾复发，疼痛难忍。
他常常疼得大汗淋漓，连腰都直不起来，也不肯休息。攻关的3个多月中，他本来已经花白的头发几乎全白了。
发动机总指挥王士宝差不多每天都要到实验室、车间，现场协调解决问题，有时在实验现场一站就是几个钟头。
看着攻关队员们疲惫的神情，他常常不忍心。但一想到任务的紧迫，他又深深感受到自己肩上担子的沉重。那段时间，本来就清瘦的他又消瘦了许多。
就这样，经过100多个没日没夜的艰难鏖战，大家都不知道经过多少多少次模拟试验，新的绝热材料和成型工艺找到了。
8月31日，改进后的首制发动机再次试车，成功经受了地面热试车的考核。
试车结束后，发动机界面解剖结果表明，绝热层不但没有烧穿，还有相当的余量，至此，试车取得圆满成功。
当时，距总体要求的转段时间还有1个多月的时间，整体研制进度没有受到影响。
至此，研制过程中遇到的第一个也是最大、最关键的技术攻关宣告胜利结束。
此后，他们又先后攻克了瞬时大推力特种固体发动机设计、超高强度钢异型机械加工、高燃速推进剂配方及工艺、高燃速发动机抗冲刷抗烧蚀绝热防热、高燃速薄肉厚大推力发动机装药、及精密测试技术等关键工艺技术难关。
1997年，逃逸系统动力装置，在全系统率先转入试样阶段研制。
1998年10月19日，全面考核“神舟”飞船应急救生系统综合能力的飞船零高度飞行试验获得圆满成功，该院研制的4种型号的10台发动机，均按指令次第点火工作。
与此同时，西安航天动力机械厂，正负责发动机壳体的研制。
逃逸发动机超高强度钢金属壳体由于形状复杂而且多是空间异型曲面，再加上硬度极高给加工带来了极大难度。
为此，西安厂从负责质量控制的工程师、到工艺人员、到一线操作工人，所有与“神舟7号”相关的承制单位和人员，大力协同、密切配合，对以往产品的各关键工序、操作的每一个项目进行全面梳理。
他们对超差项逐一分析原因并逐条落实纠正措施，对工艺不断进行细化、补充和完善，改变加工方法，使工艺和操作规程更加科学、合理。
工人夏刚承担了3个型号壳体的加工任务，由于这些壳体尺寸较长、刚性很差，而且前、后封头体螺纹及密封槽尺寸精度高，公差要求非常严。
为保证产品不出问题，他认真琢磨，根据加工产品的不同，合理选择刀具，合理补偿刀具磨损状况，改进测量方法。
就这样，凭借一丝不苟的态度和精湛的技术，他加工的15台壳体没有一个尺寸超差。
2008年5月12日，我国汶川发生8级强震。强震发生时，逃逸系统发动机产品正在该院下属的西安航天化学动力厂的总装车间紧张进行吊装连接。
突然，整个工房剧烈晃动起来，不知是谁喊了一声：“完了，地震了，怎么办！”
由于当时产品吊起的位置正是电缆座向下，无法立即放下，也不敢轻易挪动吊车。
于是，指挥长说：“大家不要慌！地震强度还不大，赶快把发动机放下来！要保护好。一定要保护好发动机！”
剧烈的晃动中，总装车间的员工忍着强烈的头晕和恐惧，集中全部精神妥善处理发动机。
有的紧紧扶住发动机，有的立即在对接车轮下塞入垫木阻止它沿轨道滑行。
随后，大家赶紧拽来毛毡，垫在电缆座下，轻轻放下发动机，避免电缆座碰撞到对接车造成产品报废。然后，这才撤出车间。
震感稍减后，大家快速将发动机平稳指挥吊放在一旁的地面弧形架上并进行紧固。同时，对一旁停放在弧形架上的其余4台发动机也进行了紧固，之后才迅速撤离现场。
就这样，那次强烈震动中，该厂五车间的员工用自己的双手保护了逃逸塔。
后来，逃逸系统发动机总指挥周为民感慨地说：“回顾载人航天工程逃逸系统10余年的研制历程，我感到最欣慰的是，航天动力技术研究院在涉足一个完全陌生的、全新的技术领域时，厚积薄发，应对从容，没有出现大的失误，体现了作为专业研究院的水准。”
“我们完全可以自豪地说，我院参与研制的逃逸系统是目前国际上性能最完善的逃逸救生方式之一，达到了世界同类产品的先进水准。”
抓紧研制舱外航天服
“神舟7号”发射与“神舟5号”、“神舟6号”最大的不同是，要首次进行太空行走，即每名宇航员都可能会在飞船外“行走”几十分钟。为此，舱外航天服，就成为了是出舱活动的关键装备。
它的技术含量非常高，此前，只有美、俄两国能够独立研制。
航天员所穿的航天服，按照功能可分为舱内用航天服和舱外用航天服。
舱内航天服也称应急航天服，当载人航天器座舱发生泄漏，压力突然降低时，航天员及时穿上它，接通舱内与之配套的供氧、供气系统，服装内就会立即充压供气，并能提供一定的温度保障和通信功能。
航天员一般在航天器上升、变轨、降落等易发生事故的阶段穿上舱内航天服，而在飞船正常飞行中，则不需要穿着。
例如，执行“神5”、“神6”任务时，杨利伟、费俊龙和聂海胜所穿的，就是舱内用航天服。
随着载人航天科学技术的发展，航天员出舱活动越来越频繁，出舱活动的时间也越来越长，对舱外航天服的设计提出了更高的要求。
而由于“神舟7号”飞船要实现太空行走，执行舱外任务的航天员所穿的舱外用航天服，将接受更大的考验，所以在研制上需要实现更多的技术突破。
舱外航天服的基本功能，是保护航天员不受宇宙空间恶劣环境的影响，并为航天员个体提供赖以生存的微环境。
“神舟7号”的舱外航天服，将采取有保险绳的设计方式。这样可以既满足与飞船和地面保持通讯联系，也可以为舱外活动的航天员提供氧气、食物，同时排泄掉废物。
对此，专家认为，舱外航天服外层防护材料是其成型的关键所在，它应具备舱内服所不具备的防辐射、防紫外线、抗骤冷、骤热等功能。
因为出舱的航天员可能会遇到向着太阳的一面是200多度高温、背着太阳的一面是零下度的低温。这种骤冷、骤热的变化必须要使用特殊的材料及防护层。
为了应付极端变化的温度，大多数航天服都会用许多层纤维去隔热，并再用能够反射光的布料覆盖着最外层。
在呼吸作用中，每个人都会产生热，因此每当宇航员在进行工作时都会产生大量的热。
如果这些热不除去，皮肤便会产生大量汗水并覆盖着头盔，航天员会因此严重地脱水。
为此，科研人员在航天服里设计了微型风扇或水冷式的布料去除过量的热。
例如，航天服最里面，有一件由尼龙和弹性人造纤维、特殊胶管织成的“长内衣”，从飞船中送出的冷水会流过这些胶管除去航天员身上过量的热量。
此外，航天服上有个纤维罩，包含免提装置的通讯用的麦克风及喇叭，配合宇航服中的传输器及接收器，可以使宇航员与地面控制中心及其他的宇航员通话。
每次太空行走，都会维持很长时间，而航天员身体会不断制造尿液，如果航天员需要再到飞船中用洗手间，会把太多时间浪费进出飞船的过程当中。
因此，这是极不现实的。为此，航天员都会穿上一块吸收尿液及排泄物的布。当工作完成后，这块布便会被弃掉。
航天员需要的食水被放在一个胶袋中。胶袋可容纳1.9公升的食水，由航天员嘴边的一条小管及饮管连接。胶袋有一个可放置壳类食物棒的长孔，供正在进行太空漫步的宇航员进食。
每个人都会呼出二氧化碳，航天员也不例外。在航天服这个密封的空间中，如不除去二氧化碳，那它的浓度会上升至危险程度，就可能导致航天员死亡。
解决的办法是，空气首先会进入一个装有木炭的盒子除去臭气，接着便会进入过滤二氧化碳的部分，随后，经过一个风扇，在纯化器被除去水蒸气后再回到水冷系统。
空气的气温维持在12.8度，航天服上的转换装置可提供长达7小时的氧气供应及二氧化碳的去除。
躯干壳体是舱外航天服的主体，是航天服的装配集成中心，各种设备、仪器都要与之连接，是舱外航天服研制的重中之重，承担这一研制任务的是中国航天科技集团运载火箭总装厂。
舱外航天服躯干壳体为铝合金薄壁硬体结构，与背包系统装配后共同承受地面运输、上升段的各种载荷，具有压力防护、载荷支撑、密封等功能，是名副其实的航天员的生命“盔甲”。
2006年2月14日，中国航天科技公司接到任务之初，正值我国航天高密度发射第一阶段之前的生产高峰期，运载火箭总装厂科研生产任务非常繁重。
为此，在首件产品研制过程中，运载火箭总装厂采用了工艺技术准备、工艺试验与产品设计并行；工装设计和产品设计并行；工装设计和工装制造并行的“三并行”工作方式。
概括地说，即是将产品设计、工艺设计、生产制造并行组织，统筹管理，有效地解决了时间紧、任务重、人员少的矛盾。
因为，舱外航天服研制在我国尚属首次，没有任何经验可循。躯干壳体更是造型复杂、结构紧凑、形状特异，产品性能和精度要求非常高。
为此，运载火箭总装厂先后攻克了躯干薄壳成型、门法兰电子束焊接、压力盔成型、滤波骨架成型、风管成型、焊接变形控制、整体协调工装等7项技术难关。
躯干薄壳是一件只有1.5毫米的薄壁零件，除了外形特异，还开有5个法兰孔，局部法兰孔甚至为负角度翻边，加工难度极高，常规工艺几乎无法实现。
运载火箭总装厂的技术人员在不同厚度、不同材料上反复进行成型和翻边试验。最后，他们用工艺焊缝及定位孔的工艺，解决了薄壳成型和定位问题。
除躯干壳体外，运载火箭总装厂还完成了航天服舱外头盔、下肢腰法兰、通风流量分配管路等产品的研制生产，为整个航天服的技术攻关和生产做出了突出贡献。
同年5月初，运载火箭总装厂顺利完成了首件舱外航天服试样生产任务。
2007年7月，该厂又完成了首件正样产品研制以及模样、初样、正样转阶段的任务。
研制航天服的分系统
四川航天技术研究院燎原无线电厂参与了呼吸系统全部4个阶段研制的配套生产任务。
自从接到任务，全厂上下高度重视，立即组织调配市场、经营、技术、物资、生产和质量等部门的相关人员组成专业团队，努力克服周期短、加工难度大、任务紧迫等不利因素，迅速投入到紧张的配套生产中。
呼吸系统是为航天员自动供给人造空气、排出废气、调节安全气压和净化航天服内异味的关键系统，关系到航天员的生命保障和呼吸舒适度。
因此，航天服对产品的加工精度和可靠性都有极高要求，标准甚至是苛刻的。同时，还必须对材料进行有毒性物质检测和损伤性物质检测。
工作人员为了能严格控制原材料关口，对近百种原材料逐一进行了特殊复验检测。
按照研发设计单位的要求，加工阀类零件和密封件所使用的原材料中，许多是平时从未使用和接触的新材料、稀有材料。
其中，阀类零组件和密封件是整个系统的重要产品，分别由大量不同材料加工而成。
其材料涉及特种不锈钢、特种铜材、特种橡胶和特种乙烯等材料，共有5类20余个品种近百个批号的材料。
但是，这些材料分布在全国几十家生产企业，这给原材料及时采供和保障带来了非常大的困难。
例如，由于这些材料品种繁多，采购量小，有的时候为了采购几百克的原材料，就得前往一个很远的企业。
在比如，有些受控的特殊材料根本无从查找生产企业，更谈不上立即采供了。
面对这种情况，科研人员积极出主意、想办法，利用多年建立起来的全国供应商网络，一家一家地逐个询问查找。
最后，在前方研发设计单位、总装单位的大力协助下，在较短的时间内，确保了特种原材料的全部按时到位。
由于舱外航天服的呼吸系统、温度调节系统、通信系统、摄食与排泄等系统基本都集中在背包内，所以对各系统的体积和重量都控制得极为严格。
这就必须对传统意义上的阀类零件，进行改进与整合，将多个阀的功能整合为结构复杂，但功能强大的组合阀。
为了有效供给人造空气，排出废气，净化服内异味，满足呼吸系统的强大功能，必须生产一种结构复杂、功能齐备的复合阀。
根据舱外航天服内的空气质量，既能自动将多种气体混合成人造空气，又能及时自动排除人体废气，还能自动将服内气压控制在安全范围值以内，并能自动净化服内异味，保证呼吸舒适度。因此，需要设计制造一个外形奇特的阀门。
面对难题，科研人员发挥在阀类零件加工中的生产优势，并利用多年来积累的生产经验，经过多次试验，终于加工生产出满足使用要求的阀体。
此外，航天员离开“神舟7号”走向神秘太空时，与飞船连接的电脐带以及航天服电缆网、挂包电缆网和航天服气压调节行程开关等产品，均是由航天时代电子公司郑州航天电子技术有限公司研制生产的。
航天服上无论是脐带电缆网、服装电缆网还是挂包电缆网，均承担着向航天服各组成部分供电和传输信号的重要使命，哪怕是万分之一秒的断电，其后果都不堪设想。
因此，保证此类产品导通的同时确保它的“柔”与“韧”，是此次航天服研制的重大攻关课题。
从舱内到舱外，其关键技术是对太空环境的适应从而保证电路的导通。尤其是电脐带直接暴露在高真空环境中，不仅要严格保证耐高温、耐低温、抗辐射等外太空环境的适应要求。
同时，更要考虑航天员出舱活动的灵活度，在结构设计上他们采取了“柔性设计”方案，解决了传统印象中电缆“傻、大、黑、粗、硬”的弊端。
同时，高精度绝缘材料、防护材料，密封材料，冗余技术等新一代先进材料和技术的应用，不仅保证了电脐带的电路有效导通，也确保了电缆的抗拉强度，使走出舱外的航天员能够万无一失，安全返回。
在研制生产过程中，一个生产批次均要严格地进行高温、低温、力学、防辐射、真空、离心等一系列科学试验，通过一次次试验参数，做到发现问题，缺陷整改，优中选优。
对于直接应用于航天器或者是航天服上的电缆来说，其精密程度远远超乎人们的想象。可以说每一根电缆、每一个插头、每一个焊点都关系到航天员的生命安危。
例如，就拿焊接前处理电缆头来说，为了剥去电缆线表层塑料保护薄膜，又不伤害其间的镀膜层，工程技术人员设计出除掉塑料保护层的工装，除掉塑料保护层后再一根根进行清洗。
他们每天的工作是测量好电缆的尺寸，一根根检查、一根根焊接、一根根编号和贴号，然后走线绑扎成束，称重，再检查每一个焊点的绝缘，直至最后的拍照存档。
在“神舟7号”飞船上，有航天时代公司西安微电子技术研究所研制80台套计算机和电子设备，为飞船起飞、入轨、返回的安全飞行作出了贡献。
其中该所自主创新研制的航天服数管设备、生理信号放大器、报警信号放大器等设备，为航天员出舱行走发挥了关键的作用。
一般情况下，舱外航天服医监与遥测设备研制周期最少需要5年。可总体单位没有给这么多的时间。
2005年3月任务到达该所研发部飞船组，研制人员在探索中吃透技术，同年7月便拿出了模样机，这是一个惊人的速度。
当年11月，有关单位对初样机进行鉴定；2007年10月，飞船组分两批交付正式样机。
这样，航天员太空行走的安全性得到了充分的保障。
引进俄罗斯航天服助阵
舱外航天服研制是一项规模庞大的系统工程，是多学科、多专业的综合集成。
在历时近4年的研制过程中，来自全国各地的90余家单位参加了舱外航天服的研制工作，其中30余家单位直接承担了配套单机产品的研制。
这些单位是不同行业、不同领域技术优势的代表，共同组成了舱外航天服研制道路上攻坚克难的生力军，他们的全力投入和付出，对舱外航天服研制任务的完成起到了至关重要的作用。
但是，应该看到，我们的舱外航天服技术与美俄等航天大国还有一定的差距，还有很多需要改进、完善的地方。
“飞天”不仅要满足未来更加复杂的大型空间作业任务，还要立足能够实现月球、火星等更加遥远的星际探索任务，在未来的载人航天领域将扮演更加重要的角色。
为此，2004年9月，中俄双方就中方从俄方引进舱外航天服项目正式签订了商务合同。
依据合同，俄方将先后向中方提供9套海鹰型舱外航天服和配套的舱载设备，即服装控制台、软管束等。
其中2套为地面训练用舱外航天服，3套为飞行状态的舱外航天服，4套为中性浮力水槽模拟出舱训练用航天服。
海鹰型航天服有三大特点：
第一，容易穿脱，即不需要工作人员帮助，航天员自己即可完成穿脱。
第二，可以在轨道上进行维修，如果在轨道上发现小的故障或问题，不需要送到地面去检查和维修，航天员在太空即可完成一般性的维修和保养。
第三，航天服虽然只有一个标准尺寸，但是适合于各种不同身材的航天员穿戴。
此外，中俄双方还商定：与俄舱外航天服配套的医监设备、遥测通信设备和供配电设备，以及用于舱外航天服测试与验收的配套测试设备由中方承担研制工作。
按照双方商定的时间节点，中方完成了配套医监、遥测和供配电设备原理样机设备的研制，顺利通过了俄方验收。
此后，2006年12月，俄罗斯2套地面训练用海鹰舱外航天服交付中方验收。
2007年4月，完成了水槽训练服的验收。2008年1月，3套飞行用舱外航天服及其舱载设备验收和测试完成。
随后，俄罗斯海鹰舱外航天服多次参加了人-舱-服联试。
