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与天地对接为飞船护航

——访我校故障诊断专家黄文虎院士

作者:一丁

  “和那些重大工程相比,我们承担的项目只是载人航天工程中非常小、非常局部的一部分,不值得写。”采访中,黄文虎院士一再谦逊地强调。可是,每一位关心“神舟”五号的人都知道,“故障诊断”系统是保证飞船在运行过程中及时检测并排除故障、保证航天员安全的不可缺少的系统。

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黄文虎院士在航天报告会后为同学们题词(刘洋摄)

      
  “汽车如果出现了故障,还可以停下来检修;但飞船一旦上了天,是不可能给你检修机会的。”黄院士幽默地说。可这幽默中,透出他对飞船可靠性和安全性的深切关注。茫茫宇宙,给人神秘的遐想,也为空间探索带来无情的挑战。这种挑战,要求载人航天飞船的设计具有极高的可靠性和安全性,从而也就必须提高飞船的故障检测和诊断能力。“虽然成功率0.997已超过国际标准,但我们还是希望每一次发射都能成功,航天员都能安全返回。但是航天员在天上任务繁重,又不是专业的故障诊断专家,不可能亲自检测故障,因此必须实现故障诊断系统的完全自动化。”正是基于这种“心系飞船,心系航天员”的情结,1994~1996年,在当时“神舟”系列飞船还没有完整的故障诊断系统方案的情况下,凭着多年来在民用系统故障诊断方面的丰富经验和对相关领域国际先进经验的充分了解,以黄院士为首的我校动力学与控制研究所,便向飞船总体设计部门提交了载人飞船“故障诊断”系统的论证方案,并受到了中国空间技术研究院的高度评价。     
  这套载人飞船“故障诊断”系统的总体设计思想是“天地一体化”,包括故障检测、诊断、隔离和恢复4个过程。飞船上天以后,地面有一个与在轨飞船同步运行的模拟“飞船”系统。当轨道上的飞船发回的信号出现不正常时,地面指挥部通过“故障诊断”系统进行诊断,找出故障源,并在地面同步运行的“飞船”上进行验证,确认在此故障源下复现所检测的不正常现象,此时才能向轨道上的飞船发送指令,按指定的措施启动飞船上的装置自动排除故障。整个过程不需要航天员的参与。黄院士等10余名课题组成员,用了近3年的时间,完成了“飞船船载故障诊断技术研究”和“飞船地面故障诊断技术研究”,并分别获航天工业总公司和航天部科技进步三等奖。     
  作为航天学院的老教授,多年来黄院士对我国的航天事业倾注了他的热情和心血。他曾经在基地深情赋诗,缅怀前辈;他曾经在发射当天激情满怀,庆祝成功;他曾经在201讲坛上动情演讲,一抒胸臆。更重要的是,他带领的课题组,包括姜兴渭、徐敏强等一批教授和研究生,还完成了“‘神舟’一号推进分系统故障诊断专家系统研究”、“导弹系统可靠性计算机辅助分析、设计及故障诊断研究”(1996年12月获航天工业总公司科技进步二等奖)、“卫星故障模式与演示系统技术研究”、“空间站故障诊断技术研究”(1999年11月获国防科工委科学技术奖二等奖)、“天地往返运输系统的健康保障系统”等多个国家项目,为我国航天事业的发展做出了贡献。      
  “希望一代代人成长起来,成为航天事业的栋梁之才。”谈到将来的发展,年过七旬的黄院士充满热切的期待,“期待我国航天事业按照计划顺利发展,希望2008年成功登月,希望2020年实现空间站的建立……而我们也要参照国际先进的思想和理念,在未来的航天事业中发挥更大的作用。”老院士的描绘,再一次把我们的目光和思维,带向神秘的太空……