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创新创想助“梦天”圆梦 精艺精心成天宫“梦”圆

时间:2022年10月31日 信息来源:本站原创 点击:1329 字体:

10月31日,梦天实验舱成功发射。作为中国空间站建设阶段发射的最后一个大型舱体,在梦天实验舱的制造过程中,航天科技集团五院529厂采用多种新技术、新方法创造了多个“首次”,成功助力梦天实验舱翱翔天宇,迈出我国空间站全面建成的关键一步。

 

化零为整、一体多用

实现“首次对接”精准到位

不同于空间站天和核心舱的星箭对接结构,梦天实验舱的星箭对接结构首次采用了开放式非密封的铆接结构,且实验舱对接段是空间站舱体中尺寸最大的铆接结构。其对接段的对接孔所在的结构直径超过4米,看似简单的几何尺寸增大,却给产品研制带来了大尺寸对接结构变形大、对接孔精度要求更高、结构刚性弱对接难度大等多个加工难题。

 

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对接段尺寸从两米到四米,难度不仅仅是尺寸的翻倍。要保证对接框不变形和对接框上数十个孔顺利对接,对全过程精度控制提出了极高要求。如何保证对接段装配不变形且顺利对接呢?研制团队刻苦攻关,开展了大量的缜密计算与论证试验,创新设计了集铆接定位、支撑保形于一体的集成装置,对整个舱体制造全过程的精度进行控制。

 

为了保证对接孔的对接精度,研制团队经过反复分析测试,通过工艺仿真技术对集成装置的装配间隙进行了详细而全面的分析推演,经过多轮迭代优化,确定了一体化集成装置的装配间隙,最终实现了梦天实验舱对接段的高精度对接。

 

基准转移、攻克精密测量难题

大体格在精雕细琢中诞生

梦天实验舱中的工作舱舱段近9米长,主要用于安装舱外应用载荷及平台设备。为满足空间姿态有效控制和载荷的正常运转,很多设备零件在研制过程中都要严格满足与舱体结构相关的尺寸要求。

 

由于梦天实验舱尺寸较大,舱体结构上的设备接口尺寸受温度的影响也会进一步被放大,导致装调过程中的测量容易出现较大误差。与此同时,大型舱体制造所需要的空间大,要实现其环境的长时间恒定温度难度非常大,因此在既有的条件下无法消除环境对精度的影响。

 

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为此,工艺人员集思广益,转变思路,巧妙提出了一种精测基准转移的测量方法,依靠数学矩阵计算原理,通过将高处大尺寸的测量基准,转变为低处可操作的测量基准,将调测转变为小范围精测,化繁为简、变高为低、变大为小,从而将高位的测量环节转变为可靠而稳定的低位测量,最终保证了支架装配的高精度,成功为梦天实验舱这个大体格雕琢出一个身形精准的外形,顺利保证了舱外载荷的高可靠工作。

 

“化整为零、巧妙分切”

首个电动外舱门惊艳亮相


和以往的手动舱门不同,梦天实验舱气闸舱内安装了由529厂制造的我国首个电动外舱门。为满足新型电动舱门门体的平稳滑移传动需求,在符合舱体产品严苛的重量限制的前提下,需要使用轻量化程度更高的舱内导轨支架,这给制造带来了极大挑战。为此,研制团队反复论证、不断调研讨论,规避了原有传统锻件整体机加的常规方案,“化整为零、巧妙分切”,创新性地采用了十余个分离体单独加工再整体连接的工艺方案,将串行改为了并行研制,既降低了研制风险,又有效减少了研制周期。

 

与此同时,为保证舱内导轨支架与舱体球面的高精度贴合,需要在装配过程中实现低应力的装配,工艺人员创新设计了空间舱门微重力试验装置,既保证了狭小舱内空间多部件不干涉,又通过设计大跨距、可拆装的桁架结构实现了电动舱门空间质心的精确配平,抵消了重力对测试的影响,确保了产品的制造质量,为电动舱门的顺利开闭奠定了基础。

 

探索浩瀚宇宙、筑梦星辰大海!梦天实验舱的成功发射开启了空间站建设新的篇章!面对我国未来载人航天事业全新的挑战,五院将持续拼搏奋斗、创新突破,为我国载人航天工程后续任务顺利开展继续贡献力量!



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