文章來源：中國航天科工集團公司 發布時間：2016-10-21
中國航天科工三院33所研制的石英撓性加速度計和“神舟”飛船可謂淵源已久，從“神舟一號”到“神舟七號”，石英撓性加速度計成功為飛船返回艙提供了精確的測量；從“神舟八號”到“神舟十號”，作為高精度石英撓性加速度計組合的核心器件，石英撓性加速度計身兼數職，為交會對接提供速度增量測量、為飛船姿態控制提供微重力測量、為飛船返回艙提供速度測量等。如今，在“神舟十一號”發射成功之際，我們一起揭開這個屢建功勛的神秘慣性器件――石英撓性加速度計的神秘面紗。
石英撓性加速度計實際上就是一種可以精度測量加速度的傳感器，是加速度計大家族中的一員。大家日常手機中使用的就有一種叫做MEMS加速度計的傳感器，只是石英撓性加速度計比它精度更高、測得更準、應用領域也更廣。目前33所的石英撓性加速度計技術位居國內第一，已廣泛應用于航天、航空、船舶、兵器、石油、巖土工程等諸多領域，為各類系統的導航、制導、控制、調平、監測等提供精確的加速度測量信號。
但要將這種加速度測量的“神器”完美應用在“神舟十一號”飛船上也絕非易事。
石英撓性加速度計太空之旅征途中的第一個障礙在于發射過程中受到的大的力學沖擊。相對于神舟、神箭這樣的龐然大物，石英撓性加速度計身材小得微不足道，但正是這種嬌小才能發揮出高精度測量的優勢。也正是這種精密的測量需求，使得石英撓性加速度計顯得比較“嬌氣”，難于承受在火箭發射過程中、星箭分離的大沖擊影響，因此需要給石英撓性加速度計進行特別設計，當大的力學沖擊來臨時，能夠迅速把給石英撓性加速度計帶來的沖擊化解。面對全新的試驗環境，設計人員一次次跑遍了京內各環境試驗室，學習航天器的減振、減沖擊設計，進行了上百次沖擊摸底試驗，并最終確定了石英撓性加速度計的減振設計。隨著“前輩”神舟八號發射升空，石英撓性加速度計也順利經受住了考驗，也開始了它的太空之旅。
太空之旅固然浪漫，但是隨著高度的增加，空氣將越來越稀薄，大氣壓力也將越來越低，最終將接近于真空。為了保證保證石英撓性加速度計的測量精度，必須對石英撓性加速度計實施密封，即給石英撓性加速度計穿上一套密不透風的“外衣”。為了充分保證密封的可靠性，又模擬太空使用環境，對這件密封外衣進行了振動、沖擊等嚴酷試驗的考核，經過千錘百煉的石英撓性加速度計密封外衣終于問世，為石英撓性加速度計真空環境工作提供了一個堅實的屏障。
石英撓性加速度計太空之旅征程中，隨著飛船運行軌道的變化，環境溫度會發生周期性的變化，而溫度的變化會對石英撓性加速度計的精度產生影響，因此需要讓它們始終工作在恒定的范圍，讓它們工作在一個“溫室”環境下。針對太空中能源有限、環境溫度變化大，設計人員開始了“溫室”的設計工作，一切立足于簡潔、可靠、高精度的設計思想，對“溫室”進行了大量的試驗驗證和改進，最終既保證了“溫室”的高精度恒溫又保證了高可靠性。