
在今晨發(fā)射的神舟十一號(hào)飛船,由軌道艙、返回艙和推進(jìn)艙三個(gè)部分構(gòu)成。中國航天科技集團(tuán)公司上海航天技術(shù)研究院在其中承擔(dān)了推進(jìn)艙結(jié)構(gòu)及總裝、電源分系統(tǒng)、對(duì)接機(jī)構(gòu)分系統(tǒng)等一系列關(guān)鍵的研制任務(wù)。相比于神十,神舟十一號(hào)進(jìn)行了多項(xiàng)技術(shù)狀態(tài)更改,并根據(jù)任務(wù)特點(diǎn),進(jìn)一步強(qiáng)化了安全性和可靠性。
神舟飛船發(fā)射,在太陽帆板打開的那一刻,飛控中心必定會(huì)響起熱烈的掌聲。對(duì)于飛船中的技術(shù)設(shè)備和航天員的生命保障系統(tǒng)來說,太陽帆板就是它們的能量之源。制造載人飛船太陽帆板所需的高性能碳纖維材料,此前一直依靠進(jìn)口。為了擺脫受制于人的境地,上海航天與配套單位攜手,于三年前開展了國產(chǎn)化產(chǎn)品的研制工作。副主任設(shè)計(jì)師陳誠說,經(jīng)過反復(fù)比對(duì)、試驗(yàn),他們選中了由國內(nèi)一所高校研制的高模量碳纖維材料:
“原材料本身沒有上過天,我們做了很多試驗(yàn),比如耐原子氧,耐帶電粒子輻照,還有工藝性,用在太陽電池翼各個(gè)部位,生產(chǎn)性能怎么樣。還策劃了組件級(jí)的試驗(yàn),整翼級(jí)的試驗(yàn),從力學(xué)、熱學(xué)方面做了一年多的時(shí)間驗(yàn)證。”
面對(duì)國外的技術(shù)封鎖,摸著石頭過河,設(shè)計(jì)師們走過的路并不平坦。與一般的衛(wèi)星不同,神舟十一號(hào)飛船在變軌、對(duì)接、分離過程中,太陽帆板將承受相當(dāng)程度的載荷。一開始,新材料之間的匹配性和部分結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定性總達(dá)不到要求。經(jīng)過兩年時(shí)間的不懈攻關(guān),最終完美地解開了難題。陳誠說,神舟十一號(hào)的這幅國產(chǎn)“翅膀”,為實(shí)現(xiàn)空間站工程自主可控奠定了基礎(chǔ):
“這幾個(gè)工況都給太陽電池翼帶來很嚴(yán)苛的載荷,受力會(huì)比較大,所以材料要足夠強(qiáng),剛度要足夠好才行。最后做下來的產(chǎn)品,滿足任務(wù)書要求,甚至有些方面,比進(jìn)口原材料性能有所提升。”
神舟十一號(hào)在軌運(yùn)行兩天后,將與天宮二號(hào)進(jìn)行自動(dòng)交會(huì)對(duì)接。上海航天研制的對(duì)接機(jī)構(gòu)將再度擔(dān)負(fù)起實(shí)現(xiàn)“太空之吻”的重任,確保組合體安全運(yùn)行30天。對(duì)接機(jī)構(gòu)研究室主任靳宗向透露,他們針對(duì)此次任務(wù)特點(diǎn),專門驗(yàn)證了對(duì)接機(jī)構(gòu)長時(shí)間鎖緊、密封后分離的可靠性。事實(shí)證明,30天只是個(gè)小目標(biāo),保持兩年都是安全的:
“對(duì)接機(jī)構(gòu)有拉緊、鎖緊、保持的動(dòng)作,它有退化機(jī)理。一般的密封圈,壓的時(shí)間長了,拉出來會(huì)黏連。在神十一之前我們也做了一些攻關(guān)的試驗(yàn),天上50度,我們會(huì)做70度,會(huì)有一個(gè)疊加的因子。根據(jù)半年的曲線和數(shù)據(jù)來推,它能夠滿足兩年。”
總體而言,神舟十一號(hào)相對(duì)于此前的神九、神十,繼承遠(yuǎn)大于改進(jìn),說明我國天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)成熟度已經(jīng)相當(dāng)高。但看上去和以前一樣的產(chǎn)品,設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的過程卻有天壤之別。神舟十一號(hào)分總體主任設(shè)計(jì)師楊華星說,通過把“老法師”的經(jīng)驗(yàn)固化為流程和規(guī)范,變量身定制為組批投產(chǎn),更高的質(zhì)量管理水平讓航天人更加自信:
“剖析這些產(chǎn)品本身的特性,來制定的各種各樣的控制環(huán)節(jié)。人在里面參與度的風(fēng)險(xiǎn)也是降到了最低的范圍內(nèi)。為什么我們很有信心地知道我們的產(chǎn)品是沒有問題的,這就是一個(gè)自信建立的過程。”
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標(biāo)簽: 上海航天技術(shù)研究院, 神舟十一號(hào), 高性能碳纖維材料, 太陽帆板, 國產(chǎn)化
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