北京空間機電研究所
  p, P7 H7 q' r# t1 _) E5 U在雄壯宏偉的閱兵隊伍中，直升機方陣從天安門(mén)前飛過(guò)的颯爽英姿格外醒目，而直升機下面懸掛的鮮艷國旗與軍旗更是令?lèi)?ài)國之情在每個(gè)人心中油然而生。但是大家可能并不知道，如何讓9米長(cháng)、6米寬的巨幅紅旗以每小時(shí)180公里的速度在空中“端莊”招展，并始終保持完好無(wú)損，曾經(jīng)是整個(gè)閱兵籌備工作中的一道大難題。
“紅宮燈”團隊臨危受命
) G" M- C$ ^( d, _今年6月中旬，中國空間技術(shù)研究院北京空間機電研究所航天器回收團隊接到一項特殊的援助請求——解決閱兵護旗梯隊懸掛的巨幅國旗和軍旗在高速飛行時(shí)破損、展示效果差的問(wèn)題。此前，閱兵保障任務(wù)單位已經(jīng)組織相關(guān)單位開(kāi)展了數月的技術(shù)攻關(guān)，但問(wèn)題仍未解決。
中國空間技術(shù)研究院北京空間機電研究所航天器回收團隊是一支戰功赫赫的隊伍，他們不僅是我國返回式衛星、神舟飛船、嫦娥五號飛行試驗器安全返回的護航者，還曾在國慶50周年和60周年的慶典活動(dòng)中承擔紅宮燈項目，航天技術(shù)和產(chǎn)品的優(yōu)良品質(zhì)得到過(guò)多方肯定。
. J! p7 ~/ S0 E! |紅旗與降落傘在空中的狀態(tài)完全不一樣，對于北京空間機電研究所降落傘專(zhuān)家來(lái)說(shuō)，這也是一個(gè)全新的課題。當天下午，專(zhuān)家們就召開(kāi)了第一次技術(shù)攻關(guān)研討會(huì )。首先要明確的問(wèn)題是：是什么原因讓快速飛行中的紅旗發(fā)生了破損。從傳統氣動(dòng)力學(xué)的角度來(lái)看，沒(méi)有任何“負擔”的紅旗在空中的載荷，遠遠小于拉著(zhù)重達3噸左右的神舟飛船返回艙的降落傘。然而，正是由于這種輕飄飄的狀態(tài)，讓紅旗在高速行進(jìn)中不受控制地恣意甩動(dòng)起來(lái)，這導致在以往的歷次演練中，飛行很短時(shí)間紅旗就發(fā)生了嚴重破損。
找到“病因”后，專(zhuān)家們開(kāi)出了“藥方”：首先是要限制紅旗的劇烈擺動(dòng)，其次是改用新型合適的材料，最后是提高縫紉和卷邊處理的精良度?；谝陨纤悸?，采用一種新型限制氣流擾動(dòng)的設計方案上基本形成。
首次亮相便“驚艷”全場(chǎng)
4 C/ `% M4 c0 l僅僅在接到任務(wù)的第三天，北京空間機電研究所就用連夜完成的4面縮比演示樣旗進(jìn)行了8種工況10余次跑車(chē)試驗。與此同時(shí)，他們還建立了巨幅紅旗在高速流場(chǎng)中動(dòng)力學(xué)特性的仿真模型。理論與實(shí)際雙管齊下，對新型限制氣流擾動(dòng)技術(shù)的解決方案進(jìn)行了初步驗證。但畢竟進(jìn)行試驗的是縮比樣旗，而且試驗用車(chē)的行駛速度只有每小時(shí)100公里，離直升機每小時(shí)180公里的飛行速度還有很大一段差距。在實(shí)際飛行中，目前這種設計加工方案能否保證紅旗完整？工作人員們都還捏了一把汗。
6月17日是第一次“大考”，北京空間機電研究所和其他紅旗研制單位一起參加飛行演練，三面試驗紅旗共同接受檢驗：第一面采用與神舟主傘“同款”的材料，并加入新型限制氣流擾動(dòng)技術(shù)設計理念；第二面是原材料的裸旗；第三面是薄性材料，并經(jīng)過(guò)硬卷邊技術(shù)處理。
高速飛行兩個(gè)小時(shí)后，飛機緩緩降落，大家驚喜地發(fā)現有一面國旗基本沒(méi)有破損，細小的撕裂只有走近后才能看到?！斑@是哪家單位的??？”“北京空間機電研究所的?！痹趫?chǎng)的閱兵保障單位的工作人員都豎起了大拇指，北京空間機電研究所僅用一周時(shí)間，使困擾閱兵保障單位數月的難題迎刃而解。
/ g% |5 K- e, m* I/ h# }所有在場(chǎng)的參研單位都以為北京空間機電研究所勝券在握的時(shí)候，閱兵保障單位提出了新的要求：為了確保萬(wàn)無(wú)一失，要求紅旗可以在中雨、大風(fēng)等特殊氣象條件下依然能保持飛行中的展示效果。此外，用于抗戰大閱兵的紅旗具有紀念意義，希望紅旗完成任務(wù)后也毫發(fā)無(wú)損，以便后續的保存和展示。
& A3 j# I; l8 s+ X; m' [# g面對如此精益求精的要求，其他單位都皺起了眉頭，北京空間機電研究所的攻關(guān)團隊則已經(jīng)圍坐在黑板前畫(huà)起了矩陣圖。項目負責人江長(cháng)虹介紹說(shuō)：“矩陣圖有點(diǎn)像航天產(chǎn)品研制中畫(huà)的故障樹(shù)，我們把所有可能造成紅旗破損的因素按照其破壞程度進(jìn)行劃分，共列出了將近10個(gè)。有了矩陣圖，我們就可以準確地鎖定影響最大的幾個(gè)因素，從而各個(gè)擊破?！?br /> 2 f' B% ]; p$ Z' R5 p  }/ J至于如何應對特殊氣象條件，北京空間機電研究所攻關(guān)技術(shù)團隊則信心十足：“神舟九號飛船回來(lái)的前一天，氣象部門(mén)報告內蒙古四子王旗地區可能出現異常天氣，我們曾連夜論證了降落傘的安全可靠性，雖然后來(lái)天氣還是非常晴朗，沒(méi)有用到準備好的緊急預案，但是在應對極端天氣方面，我們已經(jīng)積累了很多寶貴的經(jīng)驗?！?font class="jammer">. v  j% C4 D2 f3 f8 |# V, q# X
五輪技術(shù)改進(jìn)致臻完美
: v7 X: o9 _: }5 z+ t& r8 x2015年端午節前夕，閱兵保障單位決定在再組織一次風(fēng)洞試驗。由于準備時(shí)間非常倉促，北京空間機電研究所只帶了一面紅旗參加，但派出了一支降落傘專(zhuān)業(yè)的“夢(mèng)之隊”：于堯炳——北京空間機電研究所降落傘工藝專(zhuān)家，全國五一勞動(dòng)獎?wù)芦@得者；竺梅芳——北京空間機電研究所降落傘設計專(zhuān)家，全國三八紅旗集體成員，兩位專(zhuān)家都是神舟系列飛船回收系統研制的親歷者。
風(fēng)洞試驗模擬每秒45米的飛行狀態(tài)，20分鐘后，北京空間機電研究所研制的紅旗旗面出現了細小的破損。為了讓紅旗不出現哪怕一點(diǎn)點(diǎn)細小的破損，北京空間機電研究所通過(guò)30多架次的空中演練，在現有方案的基礎上先后進(jìn)行了五輪技術(shù)改進(jìn)，涉及旗面上特殊設計的位置及尺寸、旗幟卷邊的縫紉工藝等等，設計中確定的每一個(gè)數據都要經(jīng)過(guò)飛行的“歷練”。
2 a: t: l9 L! j& ~! M6 ^7月1日的飛行演練中，瓢潑大雨不期而至，后來(lái)由于天氣過(guò)于惡劣，直升機被迫降落，而在長(cháng)達50分鐘的淋雨飛翔中，北京空間機電研究所研制的紅旗再次經(jīng)受住了考驗。
9 L$ e8 E. ~( ]* Q2 V( c7月底，閱兵保障單位要求兩家攻關(guān)單位用優(yōu)選的相同材料進(jìn)行一次“巔峰對決”。兩架直升機分別懸掛了兩家單位研制的國旗幾乎同時(shí)起飛，一圈、兩圈、三圈……地面上的人們密切關(guān)注著(zhù)空中紅旗的狀態(tài)。5分鐘后，拿著(zhù)望遠鏡的工作人員看到一面紅旗的旗面上出現了一道白光——有破損！大家的心都揪了起來(lái)。2個(gè)小時(shí)后，直升機緩緩著(zhù)陸，看到其中一面國旗完好無(wú)損、鮮紅如初，地面上的人們才終于松了一口氣。
9 z) R0 @( B+ T7 M* w# i$ Z* w“這是哪家單位的？”“北京空間機電研究所的?！?br /> / {$ Q+ {# v8 g“看，我們的紅旗！”對于所有北京空間機電研究所的工作人員來(lái)說(shuō)，能夠在閱兵當日看到自己研發(fā)、縫制的五星紅旗飛過(guò)天安門(mén)上空，所有的辛苦付出都不算什么了。（魏艷 楊艷）

總參陸航部裝備局總協(xié)調

9月3日的紀念抗戰勝利70周年閱兵活動(dòng)中，巨幅國旗和軍旗懸掛于直升機下，隨空中護旗梯隊率先飛過(guò)天安門(mén)廣場(chǎng)，接受黨和國家領(lǐng)導人的檢閱。國旗長(cháng)9米、寬6米，軍旗長(cháng)7.5米、寬6米，這是我國首次懸掛如此巨大的紅旗進(jìn)行飛行展示。

據了解，此次紅旗掛飛任務(wù)中，總參陸航部作為用戶(hù)單位，由其裝備局負責紅旗掛飛系統研制的全面組織與協(xié)調。根據總體要求，中國直升機設計研究所作為掛旗系統的總體研制單位，承擔了掛旗方案總體設計、吊掛裝置研制以及風(fēng)洞試驗等工作，中航工業(yè)昌河飛機工業(yè)有限公司組織掛飛系統的生產(chǎn)工作，北京邦維高科公司承擔了旗幟材料的研發(fā)與生產(chǎn)工作，中國航天科技集團公司五院北京空間機電研究所承擔了掛飛旗幟的研制與生產(chǎn)工作。

巨幅紅旗體現航天高科技

在閱兵籌備前期，總參陸航部與中國直升機設計研究所組織進(jìn)行了大量深入細致的分析論證與試驗，確定了掛飛展示總體方案。方案確定，巨幅紅旗將以每小時(shí)160公里到180公里的速度高速飛行。而在飛行演練中，產(chǎn)生了許多意想不到的難題，其中破損是最大的問(wèn)題。

距離閱兵百天左右時(shí)，紅旗在飛行演練中破損仍時(shí)有發(fā)生?？倕㈥懞讲扛叨戎匾?，專(zhuān)門(mén)成立了研制攻關(guān)團隊，團隊中包含航天器降落傘研究單位、航空救生降落傘研制單位、先進(jìn)材料研究單位等多家頂尖科研力量。陸航部及其裝備局領(lǐng)導多次在飛行演練現場(chǎng)召開(kāi)辦公會(huì )，組織研討解決攻關(guān)方案。

北京空間機電研究所是我國唯一從事航天器回收著(zhù)陸技術(shù)研究的單位。作為攻關(guān)團隊的成員單位之一，針對大尺寸紅旗在高速飛行時(shí)破損的問(wèn)題，該所對閱兵紅旗項目在設計、試驗、加工等環(huán)節進(jìn)行了多輪技術(shù)攻關(guān)，并將神舟飛船回收著(zhù)陸相關(guān)技術(shù)成功應用于紅旗項目。該所航天器回收著(zhù)陸研究領(lǐng)域的專(zhuān)家對比分析了紅旗擺動(dòng)與神舟飛船降落傘開(kāi)傘的異同，建立了巨幅紅旗在高速流場(chǎng)中動(dòng)力學(xué)特性的仿真模型，進(jìn)行了大量的模擬計算。

基于研究分析，北京空間機電研究所運用降落傘流固耦合技術(shù)，對閱兵紅旗創(chuàng )新地采用了新型限制氣流擾動(dòng)技術(shù)。簡(jiǎn)單一點(diǎn)說(shuō)，就是在紅旗受氣流擾動(dòng)最大的地方采用此種技術(shù)進(jìn)行特殊設計，從而保持紅旗在空中平整地展示效果，均勻的受力也能保證旗面的完整。

與神舟飛船降落傘一樣，閱兵紅旗采用的是特制布料。為了確保紅旗展示效果，項目組在特制的布料上涂刷一層特殊涂料，既使紅旗的透光性恰到好處，保證了地面遠距離觀(guān)看時(shí)的鮮艷度，又使得紅旗具備較強的防雨能力，足以應對中雨、大風(fēng)等惡劣天氣。在一次飛行演練中，瓢潑大雨不期而至，在將近一個(gè)小時(shí)的淋雨飛翔中，紅旗成功經(jīng)受住了考驗，確保了閱兵紅旗展示能夠風(fēng)雨無(wú)阻。

精細管理展現航天高標準

北京空間機電研究所抽調降落傘研究領(lǐng)域的專(zhuān)家、骨干力量成立項目組，完全按照航天產(chǎn)品研制管理模式進(jìn)行紅旗的研制。

項目組連夜研討攻關(guān)方案，在接到任務(wù)的第二天就完成了4件不同材料、不同設計的縮比演示樣旗。第三天他們按照不同材料、不同速度等分成8種工況，開(kāi)展了10余次跑車(chē)試驗，對新型限制氣流擾動(dòng)設計方案進(jìn)行了初步驗證。

在接到任務(wù)后僅一周時(shí)間，北京空間機電研究所研制的巨幅紅旗首次參加閱兵保障單位組織的飛行演練，便取得了基本無(wú)破損、細小撕裂只有走近后仔細觀(guān)察才能看到的良好效果。此后，北京空間機電研究所又對紅旗設計方案先后進(jìn)行了五輪技術(shù)改進(jìn)，每確定一個(gè)數據都要經(jīng)過(guò)飛行“歷練”，確保充分驗證、萬(wàn)無(wú)一失。

北京空間機電研究所還將航天降落傘縫紉技術(shù)應用于巨幅紅旗的拼接工藝加工，在縫合形式、縫紉寬度、縫線(xiàn)針腳長(cháng)度、縫線(xiàn)松緊程度等方面都嚴格遵循航天標準。為了確保紅旗研制質(zhì)量，北京空間機電研究所對負責紅旗剪裁、拼接的操作人員實(shí)行“雙崗制”，檢驗人員從挑選布料到裁剪、縫紉各環(huán)節進(jìn)行全程跟檢，確保了生產(chǎn)的紅旗沒(méi)有任何缺陷。（鄭金武）

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