聚焦「天舟」 | 看航天科工如何天地協力！

發射現場

4月20日19時41分，搭載天舟一號貨運飛船的長征七號遙二運載火箭，在我們文昌航天發射場點火發射。飛船與火箭成功分離，進入預定軌道，發射取得圓滿成功。

作為載人航天工程的副總指揮單位，我航所屬8家單位為長征七號遙二運載火箭和天舟一號貨運飛船共提供45台套單機產品、近70萬件各類工業基礎件產品，為任務的順利完成提供了天地一體化的安全保障支撐，為自信邁入「空間站時代」奠定了堅實的基礎。

看點

4月，已逐漸炎熱起來的海南文昌航天發射中心，長征七號遙二火箭矗立水天一色間。航天科工一院測控公司在此次天舟一號發射任務中研製生產了包括測量系統自動測控組合、測控信號轉換裝置及長征七號整流罩環境測試組合等工作。

由於長征七號運載火箭不再採用傳統的塔架發射方式，而改用移動平台發射，因此對地面測控設備的防護特性、抗振特性、可靠性等方面提出了較高的要求。

「為長征七號特別研製的整流罩環境測試組合系統指標要求很高，要能夠保證近18天的不間斷監測。」技術負責人龔飛介紹道。

為此，項目負責人唐學術帶領團隊開展了為期一年多的項目攻關。「為保證長時間的不間斷監測，就要求我們必須對設備的每一個模塊、部組件都要精益求精，完美匹配，團隊為此成立了兩個攻關組，分別從軟體和硬體方面對設備進行了全新的優化改進。通過軟體優化，我們成功讓系統CPU溫度得以大幅度降低。通過結構改進，有效提升了抗干擾能力和散熱能力，供電電源也提升至了宇航級，這都為連續監測提供了保障。但成功的背後總有辛酸，印象最深的莫過於一次偶然重啟給整個團隊帶來的重重疑雲。」

原來，在一次長時間監測實驗中，連續工作了十餘天的設備突發重啟，面對這種情況，每一位團隊成員心裡都是咯噔一下，因為這說明設備還存在未知缺陷，同時之前十餘天的努力也白費了。「我們立刻著手對所有的模塊，部組件進行了逐一排查，反覆開展復現實驗，但類似重啟卻再也沒有出現過。雖說是偶發事件，但大家都極為重視，一定要找出原因，不能帶著隱患交付產品。功夫不負有心人，在一次抗干擾試驗中終於成功復現了該重啟。經過改進，這一問題終於得以解決，在大家一年多來的共同努力下，設備成功交付了。」

「在整個發射系統中，地面測控設備貌似是最不起眼的，但又是相對關鍵並重要的，因為在發射前，箭體和飛行器的情況，都要通過各類測量系統和測控系統反饋給指揮中心，這對於發射決策提供了重要的信息支撐。」工程師賈凡介紹道。

看點

固定式脈衝測量雷達——太空相會的「神助攻」

航天科工二院23所

在海南文昌發射場有兩個「神助攻」，它們是航天科工二院23所固定式脈衝測量雷達。去年它們助力長征七號一路平安奔上了太空。今年4月，它們又助力長征七號遙二運載火箭把「天舟一號」這個小胖子送上太空，與「天宮二號」相會。

本次任務是「天舟」貨運飛船和「長征七號」運載火箭組成的空間站貨物運輸系統的首次飛行試驗。為了給「天宮二號」空間實驗室做足補給，「天舟一號」揣著重重的行囊奔向太空。在這飛天征途中，就依靠著23所兩部雷達的保駕護航。

23所這兩部固定式脈衝測量雷達主要用於運載火箭發射上升段的測量，為發射場指控中心實時提供火箭距離、方位、俯仰等精確坐標信息和徑向速度數據，一旦火箭飛行出現偏移軌道的狀況，即刻就能發現，可謂火箭飛到哪裡，雷達就像「眼睛」一樣「看」到哪裡，飛得怎麼樣，「眼睛」一看就知道。

針對雷達陣地典型的熱帶季風氣候，常年濕熱多雨，颱風影響頻繁的特點，23所在雷達設計時對產品環境適應性進行了充分考慮，在方案選擇上儘可能簡化室外裝備，對室外機箱進行封閉式設計，選擇防腐蝕、防潮性能好的電纜，對室外插件、電連接器及相關結構件進行了針對性選型，最大程度提高裝備環境適應性，提高產品可靠性。

23所這兩部測量雷達已在海南駐守多年，歷經「百合」、「蝴蝶」、「威馬遜」等多次強颱風襲擾，已先後圓滿完成數十次飛行任務，為這次火箭飛行保駕工作奠定了紮實基礎，未來這兩部雷達也將繼續為祖國各項航天任務效力。

看點

石英撓性加速度計完美助力「天舟一號」飛行任務

隨著「天舟一號」發射任務的順利完成，重要部件石英撓性加速度計的「功勞簿」上又增添了濃墨重彩的一筆，這個由航天科工三院33所研製的功勛產品繼助力神舟飛船歷次飛行任務、嫦娥系列飛行任務之後，又以穩定的表現為「天舟一號」與「天宮二號」的準確對接提供了重要技術保證。

此次搭載的石英撓性加速度計共有兩大使命：首先，作為「天舟一號」貨運飛船光纖IMU（慣性測量單元）的重要組件之一，將主要用於測量飛船飛行過程的線加速度，為飛船確定自身方位提供信息；此外，該產品還是「天舟一號」微重力主動隔振平台關鍵技術驗證的重要組件，將對載荷六自由度的空間運動作精確測量，幫助平台精準消除振動。

石英撓性加速度計是一種通過敏感石英擺片相對位置變化來檢測加速度的精密慣性感測器，通過計算可以準確獲得系統的速度和位置，為各類系統的導航、制導、控制、調平等提供精確的加速度測量信號，已廣泛應用於航天、航空、船舶、兵器、石油、岩土工程等諸多領域。

「加速度計能夠幫助測量速度、位置等重要信息，為飛行和交會對接提供必要的實時數據。」石英撓性加速度計主任設計師魏超介紹。

作為一款「久經沙場」的「宿將」，「天舟一號」上搭載的石英撓性加速度計與歷次飛天任務淵源已久，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「神舟十一號」，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；在已經完成的嫦娥3號飛行任務和即將開展的嫦娥5號飛行任務中，它都是不可或缺的重要產品，以其穩定的表現提供精準的測量數據。

根據魏超的描述，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，最終將接近於真空。為了保證正常工作，石英撓性加速度計身體內部密封了一個大氣壓的工藝氣體，而在真空環境下，石英撓性加速度計內部的氣體會向外泄漏，隨著內部壓力的降低，石英撓性加速度計的測量精度也將下降。因此，為了保證交會對接高精度的測量要求，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」，防止內部氣體在真空環境下的泄漏。在通過對各種膠接劑的性能對比考核試驗、膠接劑的成分配比反覆驗證，最終確定了石英撓性加速度計密封外衣材料用的膠接劑，並進行了精心的結構設計。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、衝擊、熱循環、熱真空等嚴酷試驗的考核，經過千錘百鍊的石英撓性加速度計密封外衣終於問世，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。

這一難題的攻克，讓原本就具有國內第一精度的石英撓性加速度計完全具備了遨遊太空的資本，但這還不夠！

為了給「天舟一號」提供最可靠的產品，33所技術人員在8個月的時間裡，對產品進行了溫度循環、振動衝擊、低氣壓、離心實驗等苛刻的試驗驗證。魏超表示：「溫度循環需要技術人員晝夜接力測試一周以上，精度測試要反覆開展20遍以上，我們必須用最嚴苛的手段篩選出綜合性最優的產品來。」

此次搭載「天舟一號」飛天的，還有一套服務於未來實驗室上有著高微重力水平要求的空間科學實驗載荷的支撐平台--空間微重力主動隔振平台。

它採用磁懸浮主動隔振技術，通過測量平台的振動，利用一定的手段防止振動影響，為流體物理與燃燒、空間基礎物理、空間材料科學、空間生命科學和生物技術等學科的微重力科學實驗提供實驗環境保障。

評價平台隔振性能好壞的主要技術指標是空間科學試驗載荷的微重力加速度大小，為使其達到理想的微重力加速度水平，要對載荷六自由度的空間運動作精確測量，石英撓性加速度計當仁不讓。

微重力測量有多難？魏超舉了一個例子，如果是重力環境下測量加速度的難度好比是觀測一個鐵球砸在地上產生的影響的話，那麼微重力測量幾乎就等同於觀測一根頭髮絲掉在地上產生的影響，其精度往往是µg（微g）級別的，對產品的性能提出了極高的要求。

此外，石英撓性加速度計還具有低雜訊的優勢，也就是說輸出的信號中干擾因素比較少，這將有助於系統更加快捷準確地提取關鍵數據。

為了說明加速度計的作用，魏超作了一個假設：假如沒有石英撓性加速度計提供的數據，隔振平台就「不知道」該化解多大的振動影響，平台上的相關實驗就沒法順利開展。

近年來，隨著空天飛行任務的不斷開展，長期在軌飛行對長期穩定性、長期密封性等提出了更高的要求，隨著技術的不斷突破，不遠的將來，石英撓性加速度計將有望在更加宏偉的空天探測任務中再次帶給人們新的、更大的驚喜。

看點

燃料轉運 ——「航天智造」為「天舟一號」加油

烈焰四射的壯美瞬間，離不開航天科工集團第四研究院萬山公司所研製生產的特種運輸車保障。

1從「運輸」到「加油」

據悉，萬山公司共為海南文昌發射場研發生產了10台運輸車。其中，300立方米液氫重型防爆平板運輸車4台，120立方米液氫防爆平板運輸車2台，80立方米液氧/液氮運輸挂車4台。最大的載重量達150噸。

目前，國內具備防爆重型平板運輸車生產資質的僅萬山公司一家。這是該公司為配合海南新型航天發射場建設而研製的全新產品。防爆平板運輸車的問世，促使傳統航天發射運輸由「軌道式」向「輪胎式」轉變，節約了鋪設軌道所需的大量成本。

在海南文昌航天發射場內部，設有一家專門製造燃料的工廠，萬山公司所生產的平板車和挂車產品「背馱」專用罐體，將液氫/液氧推進劑從工廠罐裝，穩妥行駛約一小時，經過幾公里的運輸，將罐體轉移至加注站，再由加註站通過管道連接對火箭實施加註。

「值得注意的是，本次長征七號運載火箭發射所需的低溫推進劑轉運，全部使用萬山公司研發的產品，再次驗證了我公司產品的實力。」該公司董事長、黨委書記鄭家龍介紹。

推進劑加註工作歷來被視為「在刀尖上跳舞」，稍有差池就有可能釀成大禍。2011年9月，萬山公司中標海南文昌航天發射場項目，實現航天工程配套的重大突破以來，該公司投入了大批人力物力展開「防爆」項目攻關。

從2005年7月首台自主研發、擁有自主知識產權的90噸級平板運輸車交付，十餘年間，重型平板運輸車作為該公司民用產品重要支柱不斷崛起和壯大，至今已銷售320餘台，成為國內平板車行業領導者。

萬山公司重型平板運輸車以「液壓獨立懸架、液壓驅動」為主要技術特點，在產品系列型譜上下延伸，目前已研製生產有五大系列40多個品種。單台平板運輸車載重噸位涵蓋35噸至1000噸級，還可實現多車協同並聯使用。

2015年1月，萬山公司研發的154軸線模塊運輸車在武昌造船集團成功運輸5200噸整船，創造了在國內採用模塊車首次進行整船運輸的紀錄，也刷新了國產模塊車最大運輸載重紀錄；154軸線模塊車共分10個車組聯動作業，刷新了國內模塊車並車數量紀錄。

2008年，該公司又進入模塊式液壓挂車領域，先後開發了多品種多系列大件運輸產品，截至2015年，在國內外共計銷售液壓挂車1400餘軸線，成為國內唯一生產全系列自行式模塊和液壓組合挂車生產廠家，為振興國家裝備製造業和推動物流企業整體進步貢獻力量。公司制定的《液壓驅動模塊運輸車》獲批為汽車行業標準。

防爆平板車項目研發團隊帶頭人楊凱是一名「准80后」，曾獲湖北省「青年崗位能手」等榮譽。研發團隊共22人，平均年齡不到30歲。在楊凱的帶領下，項目組成員克服行業標準空缺、發動機溫控等技術難題，多方走訪專業防爆研究所，改制大批電氣元器件，兩年時間內攻克了多項關鍵技術，取得危險品防爆運輸車生產資質認證，在國內首次實現了IIC電氣防爆技術在大型重工裝備上的應用。

3戰鬥力如何煉成

海南地處高溫、高濕、多鹽霧的氣候，重型工程運輸車的維護保養工作尤為重要。為確保發射任務圓滿完成，萬山公司制定了整改保養工作實施方案，派出技能人員成立專班全面負責整改、維護保養的實施工作。

由萬山營銷公司、重工工程裝備研究所、民品總裝車間、噴漆車間4個單位組成的現場工作組，克服潮濕、高溫的惡劣環境，抓緊推進發動機保養、液壓系統濾芯更換、耐腐蝕制動氣管更換和油漆二次噴塗等工作。

部分車型2013年就已交付發射場，一些結構件鏽蝕嚴重，僅從一台300立方米液氫運輸車上拆卸的油管就有90餘段。

「碧海藍天無暇顧，毒陽豪雨更不知。」負責工藝技術的鄒慶朝在日誌中這樣記錄。發射場沒有標準廠房，僅有兩個車庫供作業，車庫三面封閉，作業場地旁是一片柏油路面露天停車場，正值夏季地面熱浪翻滾，連風都是燙的。

如果說改制工作還可以在室內進行，那麼調試試驗及操作培訓開始后，公司員工就不得不直面這毒陽熱浪。車底空間狹窄密不透風，鑽到裡面不出十分鐘就是一身汗，他們習慣帶著備用衣服替換，穿一套、「晾曬」一套。

其實，作為國家批准的汽車整車及底盤定點生產企業之一，萬山公司從1980年以來一直致力於汽車的研發、生產與銷售，擁有中重型貨車、客車、越野車、專用車等多種整車生產資格。該公司型號產品車先後參加50周年、60周年和紀念抗戰勝利70周年大閱兵，接受黨和人民的檢閱。

該公司先後榮獲國家科技進步特等獎2項、國家科技進步一等獎1項、國防科學技術獎30餘項，以及全國「五一」勞動獎狀、湖北省高新技術企業、湖北省首批創新型企業等榮譽110餘項，取得科技成果專利150多項。

2016年5月，長23米、寬10米，4縱列8軸線、32個懸架、128條輪胎的國內最大噸位1000噸重型平板車在萬山公司成功下線。該車型作為世界上最大噸位平板車，產量不足5台，此前只有德國能夠製造。這是該公司經過一年多自主研發、具有完全自主知識產權的產品，標誌萬山公司掌握了具有國際先進水平的技術理論及製造能力。

能為飛船上天「加油」，也能馱起5000噸級大麥克，萬山人不斷超越，為製造、品牌贏得聲譽。在「十三五」期間，萬山公司緊緊圍繞「打造最好戰車底盤企業，國內一流裝備製造企業」發展目標，做精做強高端重型工程運輸裝備，為國民經濟建設貢獻力量。

看點

為運載提供強勁「動力源」

航天科工十院梅嶺電源公司

「沒有動力，再好的船也跑不遠」。在本次天舟一號首飛任務中，十院梅嶺電源公司就為長征七號運載火箭配套了6型共10台鋅銀蓄電池，為運載火箭的控制系統和測量系統提供了「動力源」。

長征七號運載火箭配套的鋅銀蓄電池於2011年開始研製工作，歷時五年。在各個分系統、零部件和元器件中，電源是最難控制的，因為電池無法進行檢測工作，尤其是這些電源都是一次電池，要檢測就必須要激活，而激活就意味著電池壽命的完結，所以必須確保電池的絕對可靠性。可是這樣的「可靠」保證，卻是無數人無數個日夜的艱苦攻關。

五年的時間裡，研製團隊不斷攻克一個又一個技術難題。通過鋅銀電極優化配比設計技術解決了高電壓精度要求下的功率輸出問題；通過採用新穎的充電維護制度，有效地提高電池超高倍率放電條件下的工作電壓。在研製過程中，為滿足電池的電性能，同時滿足重量及外形尺寸要求，優先選用在型號上成功應用的系列化鋅銀單體電池。在現有單體電池無法滿足總體使用要求的情況下，課題組通過技術突破成功研製出XY-40及XY-9兩種新的單體電池型號。為保證產品的可靠性，科研團隊開展了大量的試驗驗證工作，消除了電池的薄弱環節，提高了電池的可靠性，確保其與系統介面匹配協調，確保上天飛行安全可靠。

看點

關鍵零部件、配套研製——全力保障貨運飛船首飛

在本次發射任務中，航天科工集團河南航天工業總公司下屬的695廠分別承擔了天舟一號貨運飛船、天宮二號空間試驗室共計4種120套高壓自鎖閥和182套電磁拖動機構等關鍵零部件以及長征七號火箭4200餘件管路連接件的配套研製任務，為本次首飛任務的圓滿成功發揮了重要保障作用。

此次任務是天舟一號貨運飛船和長征七號運載火箭組成的空間站貨物運輸系統的首次飛行試驗，也是空間實驗室飛行任務的收官之戰。由695廠研製的各類關鍵零部件參與了本次飛行試驗的運載發射、交會對接等關鍵流程，發揮著重要的保障作用。本次天舟一號將在太空中開展快速交會對接試驗，由695廠研製生產的電磁拖動機構正是保障天舟一號貨運飛船準確、平穩的與天宮二號空間試驗室進行交會對接的關鍵執行裝置。雙向高壓自鎖閥則主要用於天舟一號的姿控系統，根據制導指令保障空間試驗室順利在太空中的進行變軌、調姿，從而實現對航天器的精準控制，相當於控制火箭運動神經的開關。配套研製的管路連接件主要用於火箭各個管路系統的連接，保障系統的正常運轉，相當於為飛行器打造的「關節」，肩負著不同的保駕護航任務。

695廠自2012年起開始參與海南文昌衛星發射中心建設任務，承擔了移動發射平台、空氣氣源庫供氣系統，發射塔噴水系統供氣部分、2個發射工位、3大庫區和1個火箭總裝測試廠房等多個關鍵項目的管路搭建工程，共完成了15種規格共計36000多米的供氣管路，3000多根金屬軟管，1500根特氟隆軟管和15個配氣台的安裝和調試工作，在發射任務中起到了重要保障作用。

看點

各類緊固件產品——存匠心、出精品，志在「天舟」

航天精工

「天舟一號」的好身板離不開發射系統、操控系統等核心結構系統，同樣也離不開將其連接在一起的各類緊固件產品。為保障「天舟一號」的安全可靠運行，航天科工所屬航天精工成立了一系列專業創新團隊，倡導工匠精神、強化品牌服務是意識，深入推進精準研發、精細管理、精品工程，走上了一條航天級緊固件產品創新制勝、質量制勝的型號研製生產之路。

專註技術創新，把「不可能」變成「可能」

質量之魂，存於匠心。匠心的核心特點就是專註。對於航天精工鐓制專業化創新團隊來說，每一顆螺絲釘彷彿就是一顆生命。它的生命就是作為操作人員在追求職業技能的極致化的同時，憑著專註和堅守，靠著傳承和鑽研，用「匠心」塑造的。緊固件鐓製成型工藝研究的關鍵在於模具，模具設計、加工靠的不僅是紮實的機械設計理論功底，更要有豐富的實踐經驗。

經過多年的積累，鐓制專業化創新團隊總結了一套變「不可能」為「可能」的方法。比如：加減法（在原有模具結構尺寸、形狀、功能上有所異樣、更新）、變身法（改變預沖結構、鐓鍛次數和鐓鍛方式等）、標準法（在解決某一問題、改進模具結構時制定一個標準）等等。以一次高溫合金螺栓頭部成型攻關為例，鐓制專業技術團隊通過跟蹤驗證和模擬分析，首先對產品熱鐓前坯料台階過渡處進行了過渡設計，通過摸索模具活動量、頂針活動量、產品帽厚三者的最佳比例關係，優化模具結構，同時改進了潤滑方式，產品加工效率由之前的150件/班提高至600件/班，合格率由之前的60%提高到100%。

隨著型號的發展變化，對緊固件的防腐性能要求也越來越高。航天精工緊盯科技發展前沿，成立防腐技術專業室，積極開展緊固件表面處理工藝研究、新塗鍍層在緊固件上的應用研究及表面處理專業技術服務等。專業室人員堅持問題為導向，把提出問題、解決問題作為實現自身價值的機會，不斷承接大量頗具實效性和針對性的攻關課題項目。

解決問題作為一個認真嚴謹、客觀理性的思維與決策過程，防腐技術專業室全員積极參与、知無不言、集思廣益，每個成員都從中收穫良多。成功地研究出了一大批技術課題究成果，在提升產品質量方面起到了決定性作用。

圍繞客戶需求展開技術服務是航天精工開展精品工程創建，提升客戶滿意度的一個創新舉措。為確保與客戶技術溝通順暢，航天精工研發專業室主動承擔起了這項任務。研發專業室作為一個黨員覆蓋率高達80%的創新團隊，通過建立良好的學習交流機制，專業室內部形成了「比、學、趕、幫、超」的良好工作氛圍。在這種良好的工作氛圍下，大家心往一處想，勁往一處使，通過專業的技術服務為企業贏得了口碑，並與客戶建立起了良好的業務合作關係，每年涉及型號產品技術維護可以達到5000餘次。

在一次型號配套求援任務中，研發專業室成立臨時技術服務組，積極、主動配合生產，跟進產品加工及驗收全過程，在面上關注全局技術服務，在點上注重對每個技術關鍵點的控制與保證。最終，客戶急需產品在6天完成產品的加工、驗收，圓滿完成急件訂單的交付任務，解決型號主機廠地燃眉之急。

航天精工的還有很多這樣的專業創新團隊，不論工匠、技術員還是黨員，都是他們的身份。他們還有一個共同的身份，就是特別能吃苦、特別能攻關、特別能戰鬥的航天人身份，他們是航天精工緊固件品牌的塑造者，同樣也是「天舟」等航天型號的護航團隊。

看點

「金屬軟管」——長征七號運載火箭中的「血管」

長征七號運載火箭的液氧煤油發動機和箭體管路中使用了多種不同型號規格的金屬軟管，它們同地面儲存、加註用的金屬軟管一起，組成了長征七號運載火箭的管路系統，像「血管」一樣，為長征七號運載火箭的正常工作輸送著燃料等介質，為長征七號運載火箭研製的成功，起到了關鍵作用，它們是由航天晨光股份有限公司金屬軟管分公司研製的。

長征七號運載火箭是運載火箭升級換代產品，擔負著為空間站輸送物資的重要任務，採用了新型環保的大推力航天液氧煤油發動機，全新設計的箭體及管路系統，金屬軟管位於火箭的各艙段，力學、溫度環境複雜，需承受較高的多變載荷和由低溫到高溫的溫度變化，其疲勞性能要求高，研製工程技術難度大、複雜程度高，工作創新點多。

金屬軟管常用在硬管不能解決問題的地方，它用於在管系中補償硬導管的安裝偏差，工作溫度變化引起的硬導管位移變形和機構工作運動位移，同時也吸收振動和雜訊。

組成金屬軟管的零件不多，看上去簡單，但要想能滿足各種使用性能要求，那就不簡單了。必須根據不同的工作環境和工作使用要求，進行設計方案優化，再通過研製試驗來進行產品的設計驗證，這就要求設計人員必須掌握相關的基礎知識，比如了解材料、成型、焊接和試驗工藝，等等，才能在不同的環境中採取適合的方案。

長征七號運載火箭金屬軟管的研製團隊，在沒有現成的研製設備、沒有前例可循的現實下，不畏難，不怕難，勇於接受挑戰，團結協作，共同攻關，經過多少個日夜奮鬥，終於按時完成了研製任務，眼望飛向太空的長征七號運載火箭，心中充滿了自豪和期待，建設太空家園的夢想又進了一步。

華麗麗的分割線

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