2024年1月17日22時(shí)27分，天舟七號(hào)貨運(yùn)飛船發(fā)射成功、奔赴蒼穹，將為中國(guó)空間站帶去生活和工作物資，為空間站應(yīng)用與發(fā)展階段運(yùn)營(yíng)提供全方位保障。

在天舟七號(hào)的發(fā)射階段，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生巨大的、高頻率的聲音會(huì)對(duì)航天器結(jié)構(gòu)、單機(jī)產(chǎn)生破壞。為了確保天舟七號(hào)能經(jīng)受這樣的考驗(yàn)、保證發(fā)射任務(wù)圓滿成功，在地面用聲試驗(yàn)來(lái)模擬發(fā)射的噪聲，對(duì)貨運(yùn)飛船進(jìn)行考核，它的“考場(chǎng)”是由航天科技集團(tuán)五院打造的混響室——一間聲音均勻分布的密閉“音樂(lè)廳”，“考卷”則是由聲試驗(yàn)控制系統(tǒng)——一位優(yōu)秀的“指揮家”，指揮聲調(diào)各異的喇叭組成的“合唱團(tuán)”，唱出火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的“奏鳴曲”。值得一提的是，天舟七號(hào)聲試驗(yàn)是五院總裝與環(huán)境工程部自主研制的最新一代聲試驗(yàn)控制系統(tǒng)在載人航天任務(wù)中的“首秀”，這位“指揮家”展現(xiàn)出了精準(zhǔn)的“指揮”藝術(shù)。

然而，培養(yǎng)一位優(yōu)秀的“指揮家”并非易事，聲試驗(yàn)控制系統(tǒng)經(jīng)歷了三十多年的發(fā)展，如今已升級(jí)到第三代，性能達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。這從無(wú)到有、從有到優(yōu)的時(shí)代性跨越，離不開(kāi)一代代航天人的薪火相傳、接續(xù)奮斗。

第一代聲試驗(yàn)控制系統(tǒng)伴隨著我國(guó)東方紅系列衛(wèi)星的研制艱難起步，在神舟飛船試驗(yàn)中嶄露頭角。

早期聲試驗(yàn)的控制是開(kāi)環(huán)的，即發(fā)出去的聲音只能根據(jù)技術(shù)人員經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，沒(méi)有辦法通過(guò)量化的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行控制。準(zhǔn)備一次試驗(yàn)要經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間的調(diào)試摸索，效率低，控制效果也不夠精細(xì)。

五院的技術(shù)人員大膽提出自己開(kāi)發(fā)自動(dòng)聲試驗(yàn)控制系統(tǒng)：聲試驗(yàn)理論基礎(chǔ)不夠，就一起學(xué)習(xí)課本；控制算法不清，就一起推導(dǎo)公式；硬件性能受限，就一起尋求軟件優(yōu)化……

1994年，技術(shù)團(tuán)隊(duì)在突破了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)后，終于開(kāi)發(fā)出了第一套聲試驗(yàn)控制系統(tǒng)，奏響了航天器自動(dòng)控制聲試驗(yàn)樂(lè)章的序曲，實(shí)現(xiàn)了航天器聲試驗(yàn)聲場(chǎng)從手動(dòng)控制到自動(dòng)控制的突破。團(tuán)隊(duì)再接再厲，又攻克了一系列技術(shù)難題，“指揮家”由指揮單名樂(lè)手到指揮一個(gè)樂(lè)團(tuán)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)喇叭的協(xié)奏共鳴，完成了對(duì)神舟一號(hào)飛船的聲試驗(yàn)考核，成功為神舟飛船飛翔寰宇保駕護(hù)航。

進(jìn)入新世紀(jì)，國(guó)際上航天器聲試驗(yàn)推出新的更為精細(xì)化控制的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，需要技藝更高的樂(lè)手演奏出更加復(fù)雜的樂(lè)章，第一代“指揮家”逐漸力不從心。五院的技術(shù)人員面對(duì)未來(lái)任務(wù)需求，主動(dòng)作為，推動(dòng)聲試驗(yàn)控制系統(tǒng)升級(jí)換代。充分吸納當(dāng)時(shí)最前沿的計(jì)算機(jī)和測(cè)控相關(guān)技術(shù)，重新編寫(xiě)核心代碼和圖形人機(jī)交互界面，大幅提升了控制精度，成功研發(fā)出第二代聲試驗(yàn)控制系統(tǒng)，使樂(lè)曲聲調(diào)變化更加絲滑，在新世紀(jì)守住了國(guó)際先進(jìn)的地位。

2002年3月，第二代控制系統(tǒng)首次啟用，順利完成了衛(wèi)星太陽(yáng)翼的聲試驗(yàn)。第二年，在神舟五號(hào)載人飛船的聲試驗(yàn)“大考”中，該控制系統(tǒng)也表現(xiàn)優(yōu)異，為我國(guó)首次載人航天飛行任務(wù)的圓滿成功作出了卓越貢獻(xiàn)。這套系統(tǒng)還成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)航天器聲試驗(yàn)設(shè)備。

第二代控制系統(tǒng)是聲控制系統(tǒng)發(fā)展的重要成果。20年間，神舟系列飛船、天宮實(shí)驗(yàn)室、天舟系列貨運(yùn)飛船、北斗導(dǎo)航衛(wèi)星等都是在“指揮家”的指揮下完成的聲試驗(yàn)，這套系統(tǒng)伴隨著中國(guó)航天一直奮斗到2023年夏天，終于迎來(lái)了優(yōu)秀的繼任者。

隨著航天器產(chǎn)品任務(wù)的不斷發(fā)展，聲控制精度要求越來(lái)越高，試驗(yàn)難度日漸增大，特別是天舟貨運(yùn)飛船體積大、表面覆蓋吸聲材料，極大影響聲場(chǎng)均勻性，這給“指揮家”提出新的挑戰(zhàn)。之前天舟聲試驗(yàn)需要進(jìn)行多次彩排來(lái)尋找最優(yōu)演奏策略，效率受到制約。為了突破試驗(yàn)瓶頸，迫切需要“指揮家”再度升級(jí)。

五院研制團(tuán)隊(duì)著眼實(shí)際需求，把多年在聲試驗(yàn)領(lǐng)域的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)充分運(yùn)用，原創(chuàng)性地提出了一系列技術(shù)，系統(tǒng)控制精度與國(guó)外設(shè)備能力相當(dāng)，頻率分析范圍擴(kuò)大一倍。

經(jīng)過(guò)近三年的不懈努力，第三代聲試驗(yàn)控制系統(tǒng)終于調(diào)試成功，并在多個(gè)混響室中控制良好。在經(jīng)過(guò)多個(gè)大部件、整星試驗(yàn)任務(wù)后，該系統(tǒng)在2023年的天舟七號(hào)貨運(yùn)飛船聲試驗(yàn)任務(wù)中正式“亮相”，以其精準(zhǔn)的聲控制滿足了試驗(yàn)大綱要求，試驗(yàn)取得圓滿成功。

▲ 2023年，天舟七號(hào)聲試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)

第三代聲試驗(yàn)控制系統(tǒng)的研制也是市場(chǎng)化的生動(dòng)實(shí)踐，開(kāi)發(fā)初期就以市場(chǎng)化的標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)，硬件的配置、外觀的工業(yè)設(shè)計(jì)、軟件界面的工業(yè)化風(fēng)格等，都是按照市場(chǎng)上的商用系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。該系統(tǒng)也于短時(shí)間內(nèi)就實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的市場(chǎng)化推廣應(yīng)用。