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扩容升级!五院人以匠心护佑天舟再出征

时间:2023年05月10日 信息来源:本站原创 点击:1277 字体:

2023年5月10日,由五院抓总研制的天舟六号货运飞船成功发射。相较于空间站全面建造阶段发射的天舟四号和天舟五号,天舟六号拥有三个“首”字桂冠:进入空间站应用与发展阶段发射的首发航天器;我国改进型货运飞船首发船;天舟六号到天舟十一号组批生产的首发货运飞船。“首”字桂冠来之不易,它的背后是五院人勇于创新突破、矢志自立自强,以匠心守护天舟的身影。


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01巧用妙招,助力天舟赋能升级

 

和之前发射的货运飞船不同,为提高货物运载能力,天舟六号货运飞船的后锥段由非密封段改为密封段,后锥结构发生较大变化:首次采用壁板焊接结构,球底由舱体内部改为凸出舱体。新的结构形式给生产带来新的难题,特别是后锥焊装精度要求高。五院529厂制造团队迎难而上,一方面提前分析壁板加工成形误差,采取壁板预变形控制,保证壁板零件精度,另一方面设计了3套全新的焊接工装,巧妙地通过工艺筋和柔性装夹有效解决了焊装压紧问题,确保了后锥焊接精度要求。

 

生产过程壁板零部件存在大量切边操作、焊装工序交叉,需要在机加车间和焊接车间之间往返转运多次。面对这一情况,529厂制造团队改变传统制造模式,在天舟六号研制过程中首次采用原位加工模式,使用可移动且具备多种加工功能的机器人和搅拌摩擦焊等设备,利用激光跟踪仪辅助建立基准,优化工艺路线,明显减少了舱体在不同车间之间往返转运次数,实现壁板零部件到整舱环焊原位加工,进一步提高了天舟货运飞船生产效率和制造智能化水平。


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为保证密封舱舱内温度,货运飞船货物舱球底安装了包含加热片、热敏电阻在内的加热回路。由于加热片、热敏电阻数量多,使用传统方法在球形表面定位时间长、难度大。为了提高工作效率,529厂制造团队一改以往工装辅助和划线定位方法,在天舟六号生产过程中首次采用激光三维投影技术,通过目标识别与定位将实际产品基准与模型基准统一,利用计算机辅助软件提取模型投影部件,最终将近200处加热片和热敏电阻安装位置投影至球底表面,指导操作人员进行轮廓防护,全面提高定位效率和精度,使加热回路实施周期缩短50%。


02声光电感齐保障,护航天舟再出征


在此次任务中,五院510所承担了天舟六号货运飞船仪表照明、结构机构以及热控分系统中综合显示单元、语音单元、交会对接舱外照明设备、舱内照明设备、前舱门平衡阀、通风温度传感器等共30台/套单机研制工作,为任务成功提供了有力支撑。

 

这其中,综合显示单元是技术难度最大的。它是天舟六号舱内唯一的显示类仪表,承担着货运飞船在轨运行过程中综合状态监控与显示的任务,是天舟六号的核心关键单机,在功能性能上实现了跨越式的升级提升:数据处理平台在原载人飞船数据处理平台基础上进行了改进升级,数据处理速度成倍提升;采用了视频叠加技术,视频处理能力大幅提高;液晶屏由原6.5英寸液晶显示模组改进为12.1英寸红外触摸显示模组,显示内容更加丰富、显示界面更加友好。


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除了综合显示单元,510所承研的其他产品也起到了重要作用:语音单元是货运飞船内重要的语音仪表,配合综合显示单元播报音频信号和报警信号,是航天员掌握飞船状态的重要信息来源。前舱门平衡阀用于平衡舱门两侧压差,保证在轨交会对接、航天员穿舱及出舱活动时舱门能顺利开启,是航天员生命安全及空间站在轨运营期间的可靠保障设备。通风温度传感器用于在航天员进入密封舱之前对舱内空气温度情况进行检测,并动态反馈给热控分系统,将舱内温度调整至人体适宜的温度,测温精度高、响应时间短。


03无微不至,“小设计”彰显“大匠心”


天舟六号货运飞船的舱门有一件“防护衣”——舱门保护罩。这件“防护衣”是五院508所为其“量身定制”的,空间站上的每一个舱门都有。它貌不惊人却战功赫赫——在天宫一号、天宫二号、神舟载人飞船、天舟货运飞船等载人航天工程重大任务中屡次发挥重要作用。

 

在空间站任务中,研制人员针对任务需要,分别研制了舱内用、舱外用两种规格的舱门保护罩,可对应不同的操作环境。

 

航天员在舱内工作和生活时,为便于他们在轨失重环境中徒手操作,舱内用保护罩被设计成罩盖式柔性骨架结构。航天员只需将舱门保护罩口部撑开,就像在家里给电视机、空调套上防尘罩套一样套在舱门上,便可保护整个舱门安全。

 

舱外用舱门保护罩更是独具匠心。考虑到航天员身着舱外服工作时在操作灵活性、抓握能力方面都大大降低,为使他们在厚重的舱外服和舱外手套的限制下操作顺畅,舱外用保护罩被设计为“卷帘式”结构,航天员出舱时将舱门保护罩左右两侧把手固定在舱门上的相应位置,通过一“抓”、一“套”、一“拉”几个简单的操作即可完成安装。


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与地面用防尘罩大为不同的是,舱门保护罩还具有航天高科技特质,由于它全身为航天特种织物材料,因此“身处”紫外辐照、原子氧、电离辐射等在轨空间环境都能毫无压力,其重量轻、折叠体积小、使用寿命长等特点,更让它成为众多保护罩中的佼佼者,成为空间站不可或缺的重要组成部分,守护航天员圆满完成各项任务,安全回家。



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