航天工效团队助力航天员安全高效执行任务

2021-08-20 14:21:59来源:央视新闻编辑:

今天(8月20日)的出舱活动进展得非常顺利,比之前预计的速度,时间上是大大提前了,一方面,航天员的操作非常熟练,另外也是得益于很多流程上的优化、工具上的改进。这回做航天员出舱的节目,我听到很多专家都提到“工效”这个词,也就是工作效率的工效这两个字,让我对这个词有了更深的了解。说白了,有关航天员的一切工作、一切产品,都是围绕着怎么使用更方便、怎么提高工作效率的考虑,来研制、生产、改进的。以航天员为中心,让航天员与航天器之间更好地匹配,确保航天员在轨能更加安全高效地完成飞船驾驶、出舱活动、科学实验等等各种任务,都是航天工效团队要研究的问题。这种工效的提高在上一次出舱时就已经体现出来。

工效评价先行 神舟十二号打开舱门更容易

在7月4日的首次出舱活动中,从接到打开舱门的指令,到完全打开,航天员刘伯明只用不到4分钟。那是因为出舱舱门在此前任务的基础上进行了优化改进。


中国航天员科研训练中心 航天员系统工效分系统副主任设计师 刘梁:它(舱门)的手柄应该设计多长?这个手柄和这个舱壁应该留多少的空间,包括它在整个开舱门的过程中,需要预留多少的服装的空间,还有他在拧这个手柄的过程中,着(舱外)服之后能用多大力,这些都需要我们在地面开展大量工效实验,获取这种数据。最后我们获取这个数据之后,就可以提供给产品方进行相应的(工效)设计。


航天工效团队是航天员和航天器生产研制部门的桥梁之一,小到一颗螺丝钉,大到整个航天器,都要把航天员在使用中的感受传递给生产研制部门。在空间站建造阶段,他们还创新了评价手段。

运用数字仿真系统 提出产品设计改进方案


总台央视记者 王刚:除了实物工效学的评价,我们的航天工效学的团队还设计研发了这样一套数字仿真系统,它并不是一套简单的动画演示,而是通过在轨航天器一些具体的参数来实时推动的这样的一个数字仿真,通过发现问题,来提出产品的设计、研究改进的方案。


这是第一次出舱活动的数字仿真,航天员从安装机械臂末端设施到上机械臂,都是通过实际参数来驱动的。它最大的优势就是在实物出来之前就可以提前介入,从任务设计、程序规划到空间布局,来评价验证产品设计是否合理,避免实物阶段颠覆性更改带来的研发成本。


中国航天员科研训练中心 航天员系统工效分系统主任设计师 姜昌华:很多情况下,仿真有些问题马上就可以迭代改进,迭代改进完以后直接可以做验证,验证完了以后做优化,最终能够实现这种系统最优。

真切感受 航天员用上在轨工效数据采集工具

除了地面的工效评价试验,考虑到天地差异,航天员长期在轨飞行,也会有很多真切的感受建议。航天员工效团队发挥他们的专业精神,研发了在轨的工效数据采集工具。


中国航天员科研训练中心 航天员系统工效分系统副主任设计师 王波:航天员的建议对航天器的持续优化有很大的意义,所以说我们目前就有两种手段,一个是有APP,它可以像发朋友圈一样,我遇到什么问题,随时的拍下来给我们地面人员去判读分析。第二个针对一些那种大场景或者一些多人协同的操作,他们可以用这个全景相机把那个全景视频发下来,也是便于我们专家身临其境的去看一些问题。


长期在轨飞行人的能力变化,是航天工效团队研究的重点。在神舟十二号任务期间,他们设计开展了多个在轨实验项目,来研究长期在轨人的运动特性、形态参数、施力特性等变化规律,为空间站工程研制、工效要求制定与评价提供依据。


中国航天员科研训练中心 航天员系统工效分系统主任设计师 姜昌华:最终达到的目的,就是要实现咱们说到的航天器、航天员和空间的这种特性环境,最佳的协同和统一,实现系统最优、风险最低、效能最大化。

(总台央视记者 王刚 李晓东 张成 占康)

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