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天舟六號(hào)成功交會(huì)對(duì)接!中國(guó)空間站迎來“新”的天地之舟

時(shí)間:2023年05月11日 信息來源:本站原創(chuàng) 點(diǎn)擊:830 字體:

由航天科技集團(tuán)五院抓總研制的天舟六號(hào)入軌后順利完成狀態(tài)設(shè)置,于5月11日5時(shí)16分成功對(duì)接于空間站天和核心艙后向端口。交會(huì)對(duì)接完成后,將轉(zhuǎn)入組合體飛行段。后續(xù),神舟十五號(hào)航天員乘組將進(jìn)入天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船,按計(jì)劃開展貨物轉(zhuǎn)運(yùn)等相關(guān)工作。


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2023年,我國(guó)正式開啟載人空間站應(yīng)用與發(fā)展階段。作為首發(fā)航天器,天舟六號(hào)也是改進(jìn)型天舟貨運(yùn)飛船的首發(fā)船,承擔(dān)著空間站物資保障、在軌支持和空間科學(xué)試驗(yàn)的任務(wù)。


我國(guó)新批次(天舟六號(hào)到天舟十一號(hào))貨運(yùn)飛船呈現(xiàn)出諸多新面貌、釋放出更多潛能,也預(yù)示著在未來空間站任務(wù)中的應(yīng)用前景將更加廣闊。


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▲ 天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船示意圖


“改”了哪?


一組數(shù)據(jù)展現(xiàn)出天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船的運(yùn)輸能力比之前有了顯著提升:密封艙貨物裝載空間由18.1立方米增加至22.5立方米,裝載能力由5.5噸增加至6.7噸;整船物資裝載能力由6.9噸提高至7.4噸,上行載貨比由0.51提高至0.53。


盡管同為“貨物艙+推進(jìn)艙”兩艙構(gòu)型,但天舟六號(hào)的密封艙裝載空間更大了,后錐段密封艙能“進(jìn)人”了。


中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司五院天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船副總指揮李志輝介紹,天舟貨運(yùn)飛船的貨物艙由前錐段、柱段、后錐段組成。以往,天舟一號(hào)到五號(hào)飛船的推進(jìn)艙中,前錐段和柱段作為密封艙相互連通,后錐段部分則作為非密封艙通過球底隔開了。天舟六號(hào)則將球底挪到了后錐段下部,使得三段全部連通。貨物艙密封艙裝載空間增加了4.4立方米,裝載能力增加了1.2噸。與空間站對(duì)接后,人可以直接進(jìn)入后錐段密封艙,航天員取貨更加方便。


從推進(jìn)艙看,推進(jìn)艙的貯箱數(shù)量由8個(gè)減少至4個(gè),原來安裝在貨物艙后錐段的儀器設(shè)備全部移至推進(jìn)艙內(nèi)。這既減輕了100多公斤重量,又為貨物艙釋放了珍貴的裝載空間。


本次天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船攜帶了3人280天的航天員生活物資、平臺(tái)維修備件以及各類試驗(yàn)載荷上天,裝載貨物約260件,上行補(bǔ)加推進(jìn)劑700公斤,運(yùn)輸物資總重約5.8噸。


改進(jìn)后的“天舟”是世界現(xiàn)役貨運(yùn)飛船中運(yùn)輸能力最大的,載貨比也是最高的。


降至2年3發(fā)


今年是空間站應(yīng)用與發(fā)展階段元年。從某種意義上講,天舟貨運(yùn)飛船上行能力將提升空間站應(yīng)用與發(fā)展的高度。


從任務(wù)安排看,隨著上行運(yùn)輸能力的提升,新批次天舟貨運(yùn)飛船發(fā)射頻次由2年4發(fā)降低至2年3發(fā),提高了空間站工程綜合效益。


航天科技集團(tuán)五院貨運(yùn)飛船系統(tǒng)總體主任設(shè)計(jì)師雷劍宇介紹,隨著以天舟六號(hào)為代表的全密封型譜升級(jí)換代,天舟貨運(yùn)飛船全密封、半密封半開放、全開放3個(gè)型譜結(jié)構(gòu)更為合理、分工更為明晰:全密封型譜滿足空間站常規(guī)任務(wù)和日常需求;半密封型譜突出大型艙外設(shè)備和試驗(yàn)載荷運(yùn)輸能力,主要執(zhí)行應(yīng)急維修任務(wù);全開放型譜實(shí)現(xiàn)超大型試驗(yàn)載荷整體運(yùn)輸,支持空間站發(fā)展重大科學(xué)任務(wù)能力。


改進(jìn)后的貨運(yùn)飛船不但增強(qiáng)了常規(guī)貨物運(yùn)輸能力,而且為超規(guī)格大尺寸大質(zhì)量、嚴(yán)苛運(yùn)輸保障要求等特殊貨物和試驗(yàn)載荷運(yùn)送提供了諸多便利條件。以本次運(yùn)輸?shù)目臻g站電推進(jìn)氙氣瓶組件為例,這一組件重約160公斤,是目前貨運(yùn)飛船為我國(guó)空間站運(yùn)送的單件最重貨物。


運(yùn)送重量更大的氙氣瓶組件,可以給空間站補(bǔ)充更多“燃料”。貨運(yùn)飛船和空間站對(duì)接后,航天員將把氙氣瓶拆下,出艙活動(dòng)時(shí)安裝在夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙艙外。160公斤在太空環(huán)境中“很輕”,在地面裝載卻并不容易。研制團(tuán)隊(duì)制定詳細(xì)工藝方案并設(shè)計(jì)了專用的艙內(nèi)安裝工裝,在北京進(jìn)行整船裝載和測(cè)試驗(yàn)證,最終在發(fā)射場(chǎng)一步安裝到位。


“一步正樣”


天舟六號(hào)到十一號(hào)貨運(yùn)飛船仍然采取組批研制生產(chǎn)模式。相比上一批次飛船,天舟六號(hào)整船改動(dòng)較大。研制團(tuán)隊(duì)在保質(zhì)量、保成功的情況下提高效率,做到了“一步正樣”——即從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)測(cè)試、試驗(yàn),再到最后飛上太空的,都是同一艘飛船。


“研制團(tuán)隊(duì)在地面開展大量從元器件級(jí)、單機(jī)級(jí)到整船級(jí)的試驗(yàn)驗(yàn)證工作,以高質(zhì)量保證成功;通過數(shù)字化研制生產(chǎn),以及批量訂貨、規(guī)模化生產(chǎn)等多種方式提高效率?!崩钪据x說。


國(guó)產(chǎn)化和元器件自主可控是我國(guó)航天科技實(shí)現(xiàn)高水平自立自強(qiáng)的題中之義。在新批次飛船研制工作中,研制隊(duì)伍扎實(shí)推動(dòng)包括元器件、原材料、基礎(chǔ)機(jī)電產(chǎn)品全鏈條全方位自主可控,國(guó)產(chǎn)型號(hào)規(guī)格比例和數(shù)量比例均有大幅提升,實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵元器件100%國(guó)產(chǎn)化。


此外,天舟六號(hào)采用相控陣中繼終端替代了定向中繼終端,制造周期和成本都大幅降低;測(cè)控系統(tǒng)軟件和硬件全面升級(jí),完全依靠北斗系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)航。


團(tuán)隊(duì)在飛船研制過程中積極落實(shí)數(shù)字航天戰(zhàn)略,開展全流程數(shù)字化設(shè)計(jì)生產(chǎn)和仿真試驗(yàn)工作,單艘飛船的研制周期縮短了6個(gè)月。通過重新設(shè)計(jì)布局,天舟六號(hào)飛船推進(jìn)艙內(nèi)貯箱減少了一半。設(shè)備的增減并非是簡(jiǎn)單挪移,而是體現(xiàn)了設(shè)計(jì)師“螺螄殼里做道場(chǎng)”的匠心巧思。同時(shí),天舟六號(hào)推進(jìn)艙實(shí)現(xiàn)了單艙力學(xué)試驗(yàn)和整船力學(xué)試驗(yàn)的一次通過,充分發(fā)揮了數(shù)字模型仿真在產(chǎn)品研制道路上的加速器作用。




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