CN110329553B - 超大型载人航天器ait中心功能区域配置结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超大型载人航天器AIT中心功能区域配置结构，包括转载间、检漏区、总装与质测区、总装与电测区、力学试验区、热试验区、EMC试验区、主物流通道和总装配套库房，其中，结构整体上呈“工”字形，第一横上依次布置热试验区、检漏区、和力学试验区，这些区域之间彼此连通供超大型载人航天器转运；竖立部分形成中间主物流通道，通道中部一侧有EMC试验区，另一侧有转载间、总装配套库房；第二横上一侧设置电测区，另一侧设置质测区，通道顶部与检漏区连通，中部和下部分别与两侧设置的各区连通。本发明区域布局合理，航天器流转顺畅、路径合理，场地、资源占用、物流等相互协调，应用效果良好。

Description

超大型载人航天器AIT中心功能区域配置结构

技术领域

本发明属于航天器总装、集成、测试厂房工艺布局设计技术领域，具体而言，本发明涉及一种超大型载人航天器AIT中心功能区域配置结构，其通过结合大型载人航天器常规技术流程，合理规划大型载人航天器总装、集成、测试厂房各功能区及其它辅助区域布局结构，实现航天器总装测试阶段的合理流转。

背景技术

目前，我国正在开展载人航天空间站的研制工作，在空间站研制过程中，离不开超大型载人航天器的总装、试验、测试工作，各项工作存在固定的技术流程并且各项工作需要在特定的工作区域完成，而这些工作区如果太分散或布局不合理则会导致各工作区间运输成本太高，也无法流畅的完成超大型载人航天器的总装、试验、测试，为此，设计AIT(超大型载人航天器总装、试验、测试)中心成为重要的技术任务。

由于以空间站为代表的大型载人航天器的外形尺寸、重量等限制，大工序间的转运操作复杂，工位转换成本较高，需要基于航天器的研制技术流程，对总装、测试、专业试验等各专业功能区域合理规划布局就显得尤其重要，以大幅度减少舱体的频繁转运。而在空间站的研制过程中，国内外可借鉴的航天器AIT中心功能区布局经验不多，导致本发明的获得非常困难。本发明基于现有的各类航天器研制经验，根据空间站核心舱等航天器总装、试验、测试需求，同时通过各大型载人航天器型号工艺流程分解，将各型号通用的大型试验(热、力试验)、总装、综合测试、专业测试(质测、检漏、精测)、EMC试验等功能模块进行统筹规划，设置于大型载人航天器集成测试试验区核心位置，形成大型载人航天器AIT中心本体功能区域配置结构。

发明内容

基于此，本发明的目的在于提供一种适用于大型载人航天器总装、试验、测试中心的功能区域配置结构，通过对航天器技术流程的分析及各环节资源需求情况，对总装、试验、测试等划分专业区域，并对各专业区域及装载间、物流通道等进行合理布局，减少大工序间的频繁流转，解决大型载人航天器转运困难，成本高的问题。

本发明是通过如下技术方案实现的：

超大型载人航天器AIT中心功能区域配置结构，包括转载间、检漏区、总装与质测区、总装与电测区、力学试验区、热试验区、EMC试验区、主物流通道和总装配套库房，其中，功能区域配置结构整体上呈“工”字形，工字形第一横上依次布置热试验区、检漏区、和力学试验区，这些区域之间彼此连通供超大型载人航天器转运；“工”字形的竖立部分形成中间主物流通道，主物流通道中部一侧设置EMC试验区，另一侧相对设置转载间、总装配套库房；“工”字形第二横上在主物流通道一侧设置总装与电测区，另一侧相对设置总装与质测区，主物流通道顶部与检漏区连通，中部和下部分别与两侧设置的各区连通。

其中，主物流通道与各功能区为有洁净度控制的区域，主物流通道与各功能区之间设置大型电动卷帘门，作为车辆及航天器产品的出入通道。

进一步地，为保证各功能区域的洁净度，卷帘门无车辆通过期间均为关闭状态，为便于人员的出入，各区域另设置小门作为人员出入通道。

其中，转载间与主物流通道之间设置风淋室用于进入洁净区域的大型车辆及航天器产品的除尘。

进一步地，在物流通道的下端设置小型风淋装置用于进入洁净区的人员的除尘。

其中，航天器及车辆首次进入AIT中心时首先进入转载间，然后经过转载间与主物流通道之间的风淋装置进入主物流通道，之后通过主物流通道进入其它各区，航天器总装及测试期间流转通道为从当前工位开始，通过该区域卷帘门进入主物流通道，通过欲到达区域的卷帘门进入目标区域。

其中，人员的流转通道为由室外非洁净区通过小型风淋装置进入主物流通道，通过各区域与主物流通道之间的小门进入各区域。

其中，转载间，用于进行各舱段(含包装箱)、工装、物资的吊装及装卸车等，是大型设备、车辆、航天器产品进出AIT中心的必经区域。

进一步地，转载间内包含装卸车工位、物流通道、货淋室、工装存放工位及小型风淋室，转载间与室外及物流通道之间均设置大门，为控制AIT中心内洁净度，该两个大门不允许同时处于开启状态。

其中，检漏区，用于密封舱段及器上管路系统等的漏率测试。同时作为舱段装包装箱、舱段出包装箱、舱段检漏以及航天器整器垂直对接场地，检漏区包含检漏I区、检漏II区、收集室，各区域之间设置大门及小门，分别供产品及人员进出；

其中，总装与质测区，用于舱段总装、精测、舱体质测，包含总装工位、物流通道、质测工位等，总装与质测区与主物流通道之间设置卷帘门及小门，分别供产品及人员进出；

其中，总装与电测区，用于航天器总装、电性能测试，包含总装工位、电测工位、物流通道，总装与电测区与主物流通道之间设置卷帘门及小门，分别供产品及人员进出；

其中，力学试验区，用于舱段、整舱振动试验、模态试验、噪声试验，力学试验区包含大推力振动试验工位、垂直模态工位、噪声试验间、物流通道等，力学试验区与检漏区设置卷帘门及小门，分别供产品及人员进出；

其中，热试验区，用于整舱热试验，包含空间环境模拟器(用于真空热试验)、常压热试验区、工装存放及技术准备区、物流通道等，热试验区与检漏区之间设置卷帘门及小门，分别供产品及人员进出；

其中，EMC试验区，用于EMC试验，靠近主物流通道一侧为EMC试验大厅，用于参试产品停放及试验，远离主物流通道一侧为并列排布的试验设备间；

其中，主物流通道，用于航天器及大型工艺装备等的转运；

其中，总装配套库房，用于航天器上安装的设备、电缆、管路、直属件、标准件等的验收及存放，总装配套库房包含验收工位及配套产品存放库。

其中，试验区与装配测试区之间尽可能拉开距离，最大化降低其振动、信号的相互干扰。

其中，EMC试验室布置于大型载人航天器AIT中心的中部位置，接近整个AIT中心的转载间位置，位于试验区与装配区之间，从工艺流程上也与EMC对应的测试环节(时间节点)相对应。

通过实际应用证明，本发明提出的超大型载人航天器AIT中心功能区域配置结构能够有效满足以空间站核心舱为代表的大型载人航天器的总装、试验、测试需求，各专业区域布局合理，整个生产过程中，航天器流转顺畅、路径合理，场地、资源占用、物流等相互协调，满足实际生产需求，应用效果良好。

附图说明

图1为适用于大型载人航天器总装、试验、测试(AIT)中心功能区域配置结构，其中，1-转载间、2-检漏区、3-总装与质测区、4-总装与电测区、5-力学试验区、6-热试验区、7-EMC试验区、8-主物流通道、9-总装配套库房。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的超大型载人航天器AIT中心功能区域配置结构进行详细说明，具体实施方式仅为示例的目的，并不旨在限制本发明的保护范围。

参照图1，本发明的超大型载人航天器AIT中心功能区域配置结构，包括转载间1、检漏区2、总装与质测区3、总装与电测区4、力学试验区5、热试验区6、EMC试验区7、主物流通道8、总装配套库房9，其中，功能区域配置结构整体上呈“工”字形，工字形第一横上依次布置热试验区6、检漏区2和力学试验区5，这些区域之间彼此连通供超大型载人航天器转运，“工”字形的竖立部分形成中间主物流通道，主物流通道一侧设置EMC试验区7，另一侧相对设置转载间1及总装配套库房9；“工”字形第二横上在主物流通道一侧设置总装与电测区4，另一侧相对设置总装与质测区3，主物流通道顶部与检漏区连通，中部和下部分别与两侧设置的各区连通。主物流通道与各区域之间设置卷帘门。

上述布局结构中，将各型号可共用的大型试验区(如热试验区6、检漏区2和力学试验区5)布置于大型载人航天器AIT中心的最北侧，力学试验区5、热试验区6整体上呈东西向布置。总装与质测区3、总装与电测区4属于整个流程中占用时间最长的区域，布置于大型载人航天器AIT中心的南侧，上述布局结构中可根据房间的实际情况设置工作人员办公区域，主物流通道居于中间位置，贯穿南北，各试验区与装配区通过主物流通道紧密联系，以实现各型号装配测试与大型试验间的工艺流程运输顺畅。将上述各功能区按照占用时间、资源需求、流转顺序等综合分析后进行合理布置，以载人空间站等大型载人航天器总装、试验、测试流程为主线，优化科研生产流程，力求总装、电测、试验和转运流程合理，配套功能完备，优化形成具有自身专业特点的AIT中心工艺布局。

具体而言，本发明根据以空间站核心舱为代表的大型载人航天器总装、测试、试验等专业特点，结合其它平台航天器一般研制流程，按照装配、大型试验、测试模块化设计思想，将厂房分为九个主要功能区如下：

1)转载间，用于进行各舱段(含包装箱)、工装、物资的吊装及装卸车等，是大型设备、车辆、航天器产品进出AIT中心的必经区域。转载间内中间位置为内部物流通道，通道下方靠近室外位置为装卸车工位、靠近主物流通道位置为货淋室，通道上方为工装存放工位，转载间内物流通道与主物流通道之间设置风淋室，转载间与室外及物流通道之间均设置大门，为控制AIT中心内洁净度，转载间两侧的大门不允许同时处于开启状态。转载间具体应用过程为：车辆由室外通过转载间外侧的大门进入转载间，通过物流通道进入到装卸车工位进行车上货物(航天器、大型工装、设备等)卸车，需要临时存放的工装存放到物流通道另一侧的工装存放工位。需要即刻使用的工装或航天器舱段在转载间内换装到室内通用转运车上后经风淋室进入主物流通道，运往其它功能区。航天器及工装等出AIT中心为上述逆过程；

2)检漏区，用于密封舱段及管路系统等的漏率测试。同时作为舱段装包装箱、舱段出包装箱、舱段检漏以及航天器整器垂直对接场地，检漏区分为三个区域，下半部分为检漏I区、上半部分并列分布检漏II区、收集室，各区域之间设置大门及小门，分别供产品及人员进出；检漏I区为1万级洁净控制间，在此区域开展系统级管路焊接工作，检漏II区为10万级洁净控制间，用于自带收集容器(如包装箱)的航天器检漏工作，收集室用于不自带收集容器的航天器的检漏工作。

3)总装与质测区，用于舱段总装、精测、舱体质测，该区纵向中间位置为内部物流通道，通道下方设置总装工位、物流通道上方并列设置总装工位及质测工位，质测工位布置有质测台等专业测试设备，总装与质测区与主物流通道之间设置卷帘门及小门，分别供产品及人员进出；航天器由主物流通道通过卷帘门进入总装与质测区，通过该区域内部的物流通道转运至总装工位开展总装工作，之后转运至质测工位进行质测。

4)总装与电测区，用于航天器总装、电性能测试，该区纵向中间位置为内部物流通道，通道下方设置电测工位(无电测工作期间也可作为总装场地使用)、物流通道上方设置总装工位，总装与电测区与主物流通道之间设置卷帘门及小门，分别供产品及人员进出，航天器由主物流通道通过卷帘门进入总装与电测区，通过该区域内部的物流通道转运至总装工位开展总装工作，之后转运至电测工位进行电测；

5)力学试验区，用于舱段、整舱振动试验、模态试验、噪声试验，力学试验区最下方为内部物流通道，通道上方并列设置大推力振动试验工位、垂直模态工位、噪声试验间，力学试验区与检漏区设置卷帘门及小门，分别供产品及人员进出，航天器由主物流通道通过卷帘门进入检漏I区，然后通过检漏I区与力学试验区的卷帘门进入力学试验区，通过该区域内部的物流通道转运至大推力振动试验工位、垂直模态工位或噪声试验间开展试验；

6)热试验区，用于整舱热试验，右下方为内部物流通道，物流通道左侧为常压热试验区、通道左上方布置空间环境模拟器用于真空热试验，通道正上方布置工装存放及技术准备区，热试验区与检漏区设置卷帘门及小门，分别供产品及人员进出；航天器由主物流通道通过卷帘门进入检漏I区，在检漏I区完成垂直对接后通过检漏I区与热试验区的卷帘门进入热试验区，通过该区域内部的物流通道首先转运至工装存放及技术准备区进行试验前的准备工作、之后进入空间环境模拟器或常压热试验区开展相关试验；

7)EMC试验区，用于EMC试验，靠近主物流通道一侧为EMC试验大厅，用于参试产品停放及试验，远离主物流通道一侧为并列的试验设备间，航天器由主物流通道通过卷帘门进入EMC试验大厅，停放在EMC试验大厅内，测试人员位于大厅左侧的各设备间内开展EMC试验工作；

8)主物流通道，用于航天器及大型工艺装备等的转运以及工作人员去往各区域的主要通道，与各功能区通过卷帘门及小门连通；

9)总装配套库房，用于航天器上安装的设备、电缆、管路、直属件、标准件、总装辅料等的验收及存放，总装配套库房包含验收工位及配套产品存放库。配套产品交付时首先进入验收工位进行验收，验收合格后通过内部物流通道运送进配套产品存放库进行存放。

10)根据空间站研制技术流程，9个功能区由AIT中心的主物流通道串联在一起。当产品开始总装时，舱体结构交付总装后先在转载间1进行包装箱卸车，舱体在包装箱内整体由转运平台运输至检漏区2，在检漏区进行包装箱开盖和舱体吊装至总装停放转运工装上，使用总装停放转运工装转运至总装与质测区3，进行舱段总装(舱上安装的产品由总装配套库房9领取)，完成一阶段的总装后需将舱段水平运至检漏区2进行检漏测试，之后运至质测区4进行质量测试。质量测试后继续进行总装工作，各个单舱总装全部完成后可水平或垂直运输至力检漏区2进行舱段垂直对接，翻转为水平状态后转运至总装与电测区4进行综合测试。整舱电测结束后水平转运至力学试验区5分别完成振动试验和噪声试验。噪声试验结束后在检漏区2进行垂直翻水平的操作，水平转运至总装与质测区3进行试验改装工作，之后水平转运至检漏区2进行整体翻转，进入热试验区6完成热试验。之后根据总体流程要求择机将舱段从总装工位水平或垂直转运至EMC区7进行电磁兼容试验。出厂前需在检漏区2进行舱段分解和装包装箱，在转载间1进行出厂前装车等工作，完成AIT中心内所有的总装工作。各专业区域的转运均通过主物流通道8进行。

尽管上文对本发明的具体实施方式进行了详细的描述和说明，但应该指明的是，我们可以对上述实施方式进行各种改变和修改，但这些都不脱离本发明的精神和所附的权利要求所记载的范围。

Claims (9)

1.超大型载人航天器AIT中心功能区域配置结构，包括转载间、检漏区、总装与质测区、总装与电测区、力学试验区、热试验区、EMC试验区、主物流通道和总装配套库房，其中，功能区域配置结构整体上呈“工”字形，工字形第一横上依次布置热试验区、检漏区和力学试验区，这些区域之间彼此连通供超大型载人航天器转运；“工”字形的竖立部分形成中间主物流通道，主物流通道中部一侧设置EMC试验区，另一侧相对设置转载间、总装配套库房；“工”字形第二横上在主物流通道一侧设置总装与电测区，另一侧相对设置总装与质测区，主物流通道顶部与检漏区连通，中部和下部分别与两侧设置的各区连通。

2.如权利要求1所述的超大型载人航天器AIT中心功能区域配置结构，其中，主物流通道与功能区域为有洁净度控制的区域，主物流通道与各功能区之间设置大型电动卷帘门，作为车辆及航天器产品的出入通道。

3.如权利要求1所述的超大型载人航天器AIT中心功能区域配置结构，其中，为保证各功能区域的洁净度，卷帘门无车辆通过期间均为关闭状态，为便于人员的出入，各区域另设置小门作为人员出入通道。

4.如权利要求1所述的超大型载人航天器AIT中心功能区域配置结构，其中，转载间与主物流通道之间设置风淋室用于进入洁净区域的大型车辆及航天器产品的除尘。

5.如权利要求4所述的超大型载人航天器AIT中心功能区域配置结构，其中，在主物流通道的下端设置小型风淋装置用于进入洁净区的人员的除尘。

6.如权利要求1-5任一项所述的超大型载人航天器AIT中心功能区域配置结构，其中，航天器及车辆首次进入AIT中心时首先进入转载间，然后经过转载间与主物流通道之间的风淋装置进入主物流通道，之后通过主物流通道进入其它各区，航天器总装及测试期间流转通道为从当前工位开始，通过该区域卷帘门进入主物流通道，通过欲到达区域的卷帘门进入目标区域。

7.如权利要求1-5任一项所述的超大型载人航天器AIT中心功能区域配置结构，其中，人员的流转通道为由室外非洁净区通过小型风淋装置进入主物流通道，通过各区域与主物流通道之间的小门进入各区域。

8.如权利要求1-5任一项所述的超大型载人航天器AIT中心功能区域配置结构，其中，转载间，用于各舱段、工装、物资的吊装及装卸车，是大型工艺装备、车辆、航天器产品进出AIT中心的必经区域。

9.如权利要求1-5任一项所述的超大型载人航天器AIT中心功能区域配置结构，其中，主物流通道，用于航天器及大型工艺装备的转运。

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