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擴容升級!五院人以匠心護佑天舟再出征

時間:2023年05月10日 信息來源:本站原創(chuàng) 點擊:1533 字體:

2023年5月10日,由五院抓總研制的天舟六號貨運飛船成功發(fā)射。相較于空間站全面建造階段發(fā)射的天舟四號和天舟五號,天舟六號擁有三個“首”字桂冠:進入空間站應用與發(fā)展階段發(fā)射的首發(fā)航天器;我國改進型貨運飛船首發(fā)船;天舟六號到天舟十一號組批生產的首發(fā)貨運飛船?!笆住弊止鸸趤碇灰祝谋澈笫俏逶喝擞掠趧?chuàng)新突破、矢志自立自強,以匠心守護天舟的身影。


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01巧用妙招,助力天舟賦能升級

 

和之前發(fā)射的貨運飛船不同,為提高貨物運載能力,天舟六號貨運飛船的后錐段由非密封段改為密封段,后錐結構發(fā)生較大變化:首次采用壁板焊接結構,球底由艙體內部改為凸出艙體。新的結構形式給生產帶來新的難題,特別是后錐焊裝精度要求高。五院529廠制造團隊迎難而上,一方面提前分析壁板加工成形誤差,采取壁板預變形控制,保證壁板零件精度,另一方面設計了3套全新的焊接工裝,巧妙地通過工藝筋和柔性裝夾有效解決了焊裝壓緊問題,確保了后錐焊接精度要求。

 

生產過程壁板零部件存在大量切邊操作、焊裝工序交叉,需要在機加車間和焊接車間之間往返轉運多次。面對這一情況,529廠制造團隊改變傳統(tǒng)制造模式,在天舟六號研制過程中首次采用原位加工模式,使用可移動且具備多種加工功能的機器人和攪拌摩擦焊等設備,利用激光跟蹤儀輔助建立基準,優(yōu)化工藝路線,明顯減少了艙體在不同車間之間往返轉運次數(shù),實現(xiàn)壁板零部件到整艙環(huán)焊原位加工,進一步提高了天舟貨運飛船生產效率和制造智能化水平。


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為保證密封艙艙內溫度,貨運飛船貨物艙球底安裝了包含加熱片、熱敏電阻在內的加熱回路。由于加熱片、熱敏電阻數(shù)量多,使用傳統(tǒng)方法在球形表面定位時間長、難度大。為了提高工作效率,529廠制造團隊一改以往工裝輔助和劃線定位方法,在天舟六號生產過程中首次采用激光三維投影技術,通過目標識別與定位將實際產品基準與模型基準統(tǒng)一,利用計算機輔助軟件提取模型投影部件,最終將近200處加熱片和熱敏電阻安裝位置投影至球底表面,指導操作人員進行輪廓防護,全面提高定位效率和精度,使加熱回路實施周期縮短50%。


02聲光電感齊保障,護航天舟再出征


在此次任務中,五院510所承擔了天舟六號貨運飛船儀表照明、結構機構以及熱控分系統(tǒng)中綜合顯示單元、語音單元、交會對接艙外照明設備、艙內照明設備、前艙門平衡閥、通風溫度傳感器等共30臺/套單機研制工作,為任務成功提供了有力支撐。

 

這其中,綜合顯示單元是技術難度最大的。它是天舟六號艙內唯一的顯示類儀表,承擔著貨運飛船在軌運行過程中綜合狀態(tài)監(jiān)控與顯示的任務,是天舟六號的核心關鍵單機,在功能性能上實現(xiàn)了跨越式的升級提升:數(shù)據(jù)處理平臺在原載人飛船數(shù)據(jù)處理平臺基礎上進行了改進升級,數(shù)據(jù)處理速度成倍提升;采用了視頻疊加技術,視頻處理能力大幅提高;液晶屏由原6.5英寸液晶顯示模組改進為12.1英寸紅外觸摸顯示模組,顯示內容更加豐富、顯示界面更加友好。


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除了綜合顯示單元,510所承研的其他產品也起到了重要作用:語音單元是貨運飛船內重要的語音儀表,配合綜合顯示單元播報音頻信號和報警信號,是航天員掌握飛船狀態(tài)的重要信息來源。前艙門平衡閥用于平衡艙門兩側壓差,保證在軌交會對接、航天員穿艙及出艙活動時艙門能順利開啟,是航天員生命安全及空間站在軌運營期間的可靠保障設備。通風溫度傳感器用于在航天員進入密封艙之前對艙內空氣溫度情況進行檢測,并動態(tài)反饋給熱控分系統(tǒng),將艙內溫度調整至人體適宜的溫度,測溫精度高、響應時間短。


03無微不至,“小設計”彰顯“大匠心”


天舟六號貨運飛船的艙門有一件“防護衣”——艙門保護罩。這件“防護衣”是五院508所為其“量身定制”的,空間站上的每一個艙門都有。它貌不驚人卻戰(zhàn)功赫赫——在天宮一號、天宮二號、神舟載人飛船、天舟貨運飛船等載人航天工程重大任務中屢次發(fā)揮重要作用。

 

在空間站任務中,研制人員針對任務需要,分別研制了艙內用、艙外用兩種規(guī)格的艙門保護罩,可對應不同的操作環(huán)境。

 

航天員在艙內工作和生活時,為便于他們在軌失重環(huán)境中徒手操作,艙內用保護罩被設計成罩蓋式柔性骨架結構。航天員只需將艙門保護罩口部撐開,就像在家里給電視機、空調套上防塵罩套一樣套在艙門上,便可保護整個艙門安全。

 

艙外用艙門保護罩更是獨具匠心??紤]到航天員身著艙外服工作時在操作靈活性、抓握能力方面都大大降低,為使他們在厚重的艙外服和艙外手套的限制下操作順暢,艙外用保護罩被設計為“卷簾式”結構,航天員出艙時將艙門保護罩左右兩側把手固定在艙門上的相應位置,通過一“抓”、一“套”、一“拉”幾個簡單的操作即可完成安裝。


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與地面用防塵罩大為不同的是,艙門保護罩還具有航天高科技特質,由于它全身為航天特種織物材料,因此“身處”紫外輻照、原子氧、電離輻射等在軌空間環(huán)境都能毫無壓力,其重量輕、折疊體積小、使用壽命長等特點,更讓它成為眾多保護罩中的佼佼者,成為空間站不可或缺的重要組成部分,守護航天員圓滿完成各項任務,安全回家。



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