發射成功！助力神舟十四號飛天的“黑科技”有哪些？
2022-06-06 14:04:20
作者：金屬加工 來源：金屬加工
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6月5日10時44分許，長征二號F遙十四運載火箭在酒泉衛星發射中心點火起飛，托舉載有航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲的神舟十四號載人飛船進入太空。隨后，神舟十四號載人飛船與火箭成功分離，進入預定軌道，順利將陳冬、劉洋、蔡旭哲3名航天員送入太空，飛行乘組狀態良好，發射取得圓滿成功！
神舟十四號載人飛船將在軌飛行6個月，這是中國空間站任務轉入建造階段以來的首次載人任務。為保證飛船長期在軌飛行，適應空間站建造階段任務特點，這艘飛船使用了什么“黑科技”？
神舟系列飛船由中國航天科技集團五院抓總研制，是目前中國唯一的天地往返載人航天器，從神舟五號到神舟十四號任務，它已成功實施9次載人發射任務。面對中國空間站任務特點和需求，地面科研團隊開展大量技術攻關，突破了長周期大溫差下的艙體溫度控制等難關。
北京時間5月29日，神舟十四號載人飛船與長征二號F遙十四運載火箭組合體已轉運至發射區
攝影：汪江波
從神舟十三號載人飛船起，中國航天員要實現常態化長周期在軌駐留。與以往不同的是，在空間站建造階段，神舟飛船徑向對接模式與空間站組合體飛行姿態，會使飛船被其他艙體持續遮擋，造成飛船長時間處于太陽無法照射下的極低溫度環境下，最低溫度甚至低于零下100攝氏度。當空間站處于某些構型時，神舟飛船的局部區域又會持續受到太陽輻照，最高溫度超過100攝氏度。
外部極端的高低溫環境，對航天員健康和飛船設備的正常工作帶來嚴峻考驗。針對這一控溫難題，科研團隊利用宇宙空間以熱輻射為主要熱量傳導方式的特點，為空間站建造階段的神舟飛船“家族”設計并研制了一款神奇的控溫“外衣”——低吸收-低發射型熱控涂層。
低吸收，顧名思義就是涂層材料自身具有較低的太陽光吸收特性，可有效減弱太陽輻照導致的溫度升高。低發射，則指涂層具有較低的紅外發射率，可有效阻隔飛船內部向外部深冷環境的輻射漏熱，避免艙內溫度不斷降低。
同時，工程師們根據飛船結構、功率及空間熱環境特性，對吸收及發射性能進行特定設計，形成的控溫“外衣”可保障神舟飛船在長期的極端高低溫外部環境下，依然能夠讓艙內處于適宜的溫度范圍。
這件黑科技“外衣”性能此前已在神舟十三號飛船上進行了驗證。外界注意到，4月16日神舟十三號飛船返回艙穩穩落地時“身穿金甲”，那正是神舟飛船返回地球時，新型“外衣”與大氣層高速摩擦后氧化燒蝕后的樣子。
在神舟十三號載人飛船在軌飛行的6個月時間里，地面科研團隊不斷進行在軌溫度監測，獲取飛船飛行期間的艙內外溫度數據。在超過200攝氏度的大溫差與長期低溫、強輻射的空間環境中，飛船的艙內環境溫度能夠始終控制在18至26攝氏度，為航天員營造了舒適的溫度環境，新型控溫“外衣”也經受住了長達半年的在軌考驗。
神舟飛船創造在軌飛行時間記錄，離不開這一新型“外衣”的護佑。現在，神舟十四號載人飛船再次身著新型熱控涂層“外衣”，開啟空間站任務新征程，繼續呵護航天員溫暖，守護航天員安全。
5日早，陳冬、劉洋、蔡旭哲3名航天員領命出征，即將開啟為期6個月的飛行任務
攝影：汪江波
此外，飛船、火箭上60%以上關鍵鋁合金材料都是“西南鋁造”。西南鋁為飛船和火箭提供的鋁合金材料涵蓋鍛件、板材、型材、管材等多個大類10多個規格，主要用于飛船的連接框、中間框、端框、表面結構以及運載火箭的過渡環、轉接框、貯箱等關鍵部位。
員工在打磨鋁合金環件邊部
圖片來源：中鋁西南鋁
鍛環是火箭和飛船的關鍵結構件，它就相當于一座大樓的圈梁，大大小小的鍛環“環環相扣”，讓火箭和飛船壯筋骨披鎧甲，在發射中不容易受到破損。西南鋁于1989年研制出直徑為3.5米的整體鋁合金鍛環，這次火箭和飛船上用的正是這一尺寸的鍛環。
執行此次發射任務的火箭和飛船蒙皮，分別用到西南鋁生產的不同型號的鋁合金板材，因減重需要，飛船上用的蒙皮較火箭上用的蒙皮密度更低。飛船蒙皮是西南鋁自主創新的2.4米超寬鋁合金薄板。
這些高合金化鋁材具有品種規格多、構件尺寸大、形狀復雜、工藝難度大的特點，西南鋁取得了熔鑄、熱加工、熱處理等一系列科研成果，攻克了材料研發生產中的多項關鍵技術難關。
除了涂層和鋁材，還有“河南造”特種閥門配套系統、“蘇州造”配套電路等許多關鍵技術也為神舟十四號的成功發射提供了不可或缺的助力。相信在各個領域的共同努力下，浩瀚宇宙中將留下越來越多中國人的身影。
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