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问天实验舱居然是“坐着沙发”上太空的 ...
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问天实验舱居然是“坐着沙发”上太空的
时间:2022-7-24 16:03
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7月24日,由中国航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院(简称“火箭院”)抓总研制的长征五号B遥三运载火箭将“乘客”——问天实验舱精准送入预定轨道。
记者观察发现,舱箭分离后,在“乘客”的尾部,有两条圆形的框架,就好像实验舱坐在了什么东西上。据火箭院设计人员介绍,这是为载人航天工程空间站建造任务特地设计的一个大“沙发”。靠着这个大“沙发”,“乘客”和火箭分离时更加舒适、安全。
空间站舱段对冲击尤为敏感
为什么要专门设计这么一个大“沙发”?据了解,“乘客”被火箭送到预定位置后,就要与火箭分离,也就是“到站下车”。
火箭院产品化副主任设计师孙璟介绍,以往,我国卫星、飞船等航天器在分离时,通常采用包带分离或点式分离装置。像空间站舱段这类“乘客”具有大、高、重等特点,包带无法固定住这种庞然大物。点式分离在规模较大的应用中,可靠性会有所降低。
为了让空间站舱段能够安全“下车”,研制团队经过近10年的努力,研制了一项新的舱箭分离装置,既能“绑”得住大直径的空间站舱段,又能快速、可靠、无污染分离。
但在做分离试验时,研制团队发现新型分离装置对分离面的瞬间冲击高达30000G。这相当于重量1吨的汽车以每小时100千米的速度撞向墙面时所产生的冲击力,足以让车和墙瞬间“粉身碎骨”。
孙璟说,空间站舱段有许多陶瓷、光学器件,对冲击的感受尤为敏感,就像婴儿一样娇嫩。这种量级的冲击,会让“乘客”乘坐“不舒服”,还有可能损坏较脆的零部件。
“沙发座椅”把冲击力降低了10倍左右
如何能既确保安全分离,又尽量将分离过程中出现的冲击环境等不利影响降到最低,让“乘客”有舒适的体验呢?研制团队另辟蹊径,在不改变舱箭连接形式的同时,改善了舱箭之间的连接受力情况,解决了冲击问题。
坐车要有“座椅”。研制团队还为空间站舱段设计了一款圆形“座椅”,并且敲定了“座椅”摆放的最优位置。
据介绍,该“座椅”由两条圆形隔冲框组成,内部引入了“颗粒阻尼”等新技术,让分离冲击在颗粒体的摩擦和碰撞中,迅速地耗散动能,把冲击降低了10倍左右,做到了国际最优,使“乘客”在进入太空的途中、舱箭分离的时刻,都感觉像坐在“沙发”上一样舒适。
实际上,2021年4月29日,空间站天和核心舱就坐着这个“沙发”前往了太空。今年,问天实验舱同样享受了这项服务,由于它更高更大,设计人员还为它“定制”了更多项适应性的优化设计,保障它在热环境、使用以及接口的变化。
记者了解到,增加的这个大“沙发”约100多公斤。
新京报记者 张建林
编辑 刘茜贤 校对 赵琳
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