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五院“智造”,让航天员四步轻松安“空调”!

时间:2021年08月20日 信息来源:本站原创 点击:534 字体:

8月20日14时33分,经过约6小时的出舱活动,航天员聂海胜、航天员刘伯明已安全返回天和核心舱,空间站阶段第二次航天员出舱活动取得圆满成功。此次出舱活动,天地间大力协同、舱内外密切配合,先后完成了舱外扩展泵组安装、全景相机D抬升等任务,全过程顺利圆满。

 

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▲航天员安装舱外扩展泵组

 

扩展泵组由航天科技集团五院热控团队研制,被称为空间站舱壁外的“回路心脏”,是空间站热控系统流体回路运行的动力源之一。

 

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▲扩展泵组


热控系统,空间站运行的“中央空调”

 

由于没有大气层的保护,在太阳光线直射下,空间站表面温度最高可达150℃以上,在背阳面,温度最低可达-100℃以下,在这种严酷的太空环境中,热控系统是保障空间站设备正常运行,以及航天员太空生活冷暖舒适的重要系统。

 

空间站热控系统的核心之一是流体回路,是整个航天器的命脉,它均匀地包裹住了空间站的重要部位,通过特殊液体在管路内的往复循环,将舱内设备以及航天员生活产生的热量收集起来,通过回路带到相应的设备和结构中实现散热和补热功能,同时还能精确控制空间站不同“房间”的温度,保持温度的均匀和稳定,可谓是量身打造的“中央空调”。

 

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扩展泵组,安装在空间站舱壁外的“回路心脏”

 

让流体回路内的特殊液体循环往复的动力源泉,来自安装在空间站流体回路系统中的热控回路泵,它被形象地比喻为热控回路系统的“心脏”。人体的心脏为血液流动提供动力,把血液运行至身体各个部分,而回路泵则保障了整个回路系统的稳定运转。

 

为了保证中国空间站在轨不少于15年寿命的要求,研制团队从立项伊始,就着眼于长寿命、可靠性、维修性、安全性一体化设计。作为长期高速运转的部件,回路泵的寿命是有限的,必须具备可维修、可更换的方法,为此,经过热控团队的持续攻关,提出了在空间站资源舱壁外安装扩展泵组的构想,为流体回路打造舱内舱外多个心脏,保证其具备超长时间待机的能力,这为空间站的长期稳定运行提供了“长寿小秘诀”。

 

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简单易用,热控专家分四步教你简便操作

 

要想在太空环境中为空间站安装流体回路泵阀部件,是一件操作复杂、极具挑战的工作,在太空环境中,身穿航天服的航天员动作受到极大限制,一个拧螺丝的简单动作都会消耗航天员大量的精力和时间。在安全、简单、可靠三项原则的基础上,热控团队提出了精巧易用的方案,把所有需要更换的零件集成在一个扩展泵组中,航天员仅需通过简单的四步操作,就能完成机械、电路、液路复杂的泵组安装过程,让航天员像换轮胎一样轻松地更换回路泵。

 

就像航天员简洁流畅的动作展示的那样,不需要安装任何螺钉,操作者只需通过四个步骤就可以完成扩展泵组的安装。经过热控专家的精心设计,安装步骤分为“一钩,二锁,三通,四连”。一钩,就是扳动两个锁钩,将泵组钩住空间站舱体,初步将组件固定在空间站资源舱壁上;二锁,即在钩住舱体的基础上,拨动两个锁定扳手,将泵组位置彻底锁定在相应位置;三通,就是旋转精巧的手轮接通泵组的电路;四连,就是扳动两个扳手,完成液路的连通。通过这样简单的四步操作,完成了原本复杂的泵组安装,充分验证了舱外泵组更换的可行性,为空间站“长寿命”工作打下了更加坚实的基础。

 

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台上十分钟,台下十年功。完美契合工效学要求的扩展泵组,凝聚着五院空间站热控团队倾尽十年的研制心血,也正是因为有了地面的无数次验证,才有了此次航天员在太空中顺利高效的安装动作。这次出舱活动既完美验证了在轨更换泵组的技术,更为后续空间站组合体建造和长达15年的稳定运行奠定了良好的基础。



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