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徐浩煊 四川在线记者 徐莉莎
5月10日晚,文昌航天发射场传来好消息,天舟六号货运飞船成功发射。中国空间站转入应用与发展阶段后的首次飞行任务取得圆满成功。
天舟系列飞船是负责为中国空间站送货的“快递小哥”,像航天员所需的食物、水、实验设备等物资,就由它跑腿,送到空间站。
操作人员正在全神贯注进行产品装配。 受访者供图
“货运小哥”升级改造,载货能力大幅提升
作为目前世界上运货能力最强的货运飞船之一,天舟六号整体长10.6米,总重13.5吨,储物柜有整整50个。
它还是第一艘改进型货运飞船。主要是将后锥段由舱外结构改为密封舱舱内结构。升级改造后的天舟六号,有效装载容积比此前的天舟系列“兄弟们”扩大了20%,载货能力由原来的6.9吨提升到了7.4吨,从而使货运飞船的发射频率从1年2次降为2年3次。
这回天舟六号带了大约70公斤的新鲜水果,是天舟五号运送水果重量的约两倍,要供应给神舟十五号和十六号两个乘组。
来自成都的航天科技集团七院七部,承担此次货运飞船货运保障分系统研制任务。他们要为大量补给物资和仪器设备提供优良可靠的上行运送解决方案。
货运保障分系统发射场七院试验分队在发射塔下合影。 受访者供图
简单说,要让货运飞船成功上天,保持姿态稳定,要求整船的货物打包、装载,既要最大限度节约空间,又要配平,不能头重脚轻,也不能偏向任一头。
而这次为了更好地支持货船的改进,他们开展了一系列软件和硬件的升级改进工作。
为了适应新状态,原有的货船装载配平软件,增加了后锥段区域的计算能力,确保货船整船的质心偏移量控制在毫米级。
装载物资数量大幅增加,他们为了兼顾操作易用性,还更新换版了物资信息采集软件,使得数万条物资信息的采集和管理更加方便快捷。
硬件方面,为充分利用货船增大后的装货空间,他们还精心设计了适应新状态的10余种新规格装载接口,兼顾货物装载的易用性、在轨操作便利性。
“基带池”测控新体制担当主力站重任
此次任务中,在测控通信系统、运载火箭系统以及发射场系统中,都能看到在川央企中电十所的智慧。
十所牵头研制的陆海天基测控通信系统,构建了新一代综合化测控系统,负责对长征七号运载火箭、天舟六号货运飞船等航天器进行轨道测量、遥测遥控和数据传输,是航天器在太空与地面联系的唯一纽带,就像放风筝的风筝线,因此,航天测控通信也被大家称为航天器的“生命线”!其中,“基带池”技术体制的应用是本次测控保障的一个全新亮点。
十所承研的天链二号03星地面终端站是本次发射任务的主力测控站,全面使用“基带池”新技术体制。基带池秉承“硬件平台通用,软件定义功能,任务动态部署,系统成长演进”的综合化设计理念。
参与保障的地面终端测控站。 受访者供图
首先基带池是一个共享、通用、大规模信号处理平台,可以同时运行多种测控、数传工作模式,并且兼容不同信号形式、不同频点、多个目标。其次,该测控设备具备自动化运行能力,类似飞机的自动驾驶仪。全网测控资源实现了云架构管控,可以根据任务占用和设备健康状况在全网自行按需分配计算资源。
作为未来技术发展的趋势,“基带池”既能增加模块冗余量,进一步提高测控通信系统的可靠性,又能使得硬件设备通用化,提高资源的利用率。
“四川造”王牌火工品全流程助力
作为重要研制生产单位,航天科技集团七院692厂承担了长征七号运载火箭上点火器、起爆器、非电传爆系统、爆炸螺栓、点火药盒、固体小火箭和分离装置等产品的研制生产工作。这些产品主要起到发动机点火、助推器分离、级间分离、整流罩分离、船箭分离等作用。本次工厂所交付的火工品,占火箭上全部火工品的90%以上。
此外,工厂还承担了天舟六号货运飞船上电爆管、爆炸螺栓等产品的研制生产工作,主要起到发动机点火、空间对接结构分离等作用。
“快递小哥”天舟六号想要实现与空间站天和核心舱的精准交会对接,把“包裹”完美送达“买家”,把握好速度和方向是关键。天舟六号在太空中不断调姿,需要多次、多角度释放气体产生推力以控制速度、方向,而气体释放就少不了工厂生产的电爆管扮演开阀放气的“守门人”角色,实现最终完美对接,工厂产品前前后后要工作多达20来次。
等天舟六号把“快递”送达,就要与天和核心舱告别了。对接锁系统正常工作,就像房门开关一样自然,但万一打不开怎么办?这时天舟六号就要请来“开锁王”——工厂配套的爆炸螺栓帮忙。
“这是遇到紧急情况才会发生的事情,所以,我们希望公司产品永远没有机会做‘救火队员’。”工作人员介绍,但如果真有需要,爆炸螺栓责无旁贷,保证完成任务。
“小物件”起到大作用
此次搭载天舟六号进入太空的,还有航天科技集团七院7105厂参与生产的低温锁柜,主要工作是为空间站内水果、试验品等提供低温保存环境。
低温锁柜在太空中使用,质量的可靠性和性能的稳定性是首要要求,使用的每一件金属和非金属材料十分考究。其中产品用到的非金属尼龙板,就是此次生产过程需要攻克的难点。
工作人员正在装配低温锁柜整机插接电缆。 受访者供图
“因为工厂不能自主生产,我们也联系了不少厂家,经过核算,成本太高,他们不愿意加工。因为接下这个活儿,就得设计专用模具、工装,而开启700吨的注塑机,却只需加工几张3毫米厚,500毫米x500毫米的板子,还不能保证一次成型成功。”该型号生产负责人孟英杰打了个比方,“就犹如开启一个700吨的炉子,只烤两根红薯。”
为此,他主动出击,带领设计师和外协人员一起下厂洽谈,经过艰难协商,才确定合作事宜。为解决尼龙板翘曲变形、粗糙度和厚度不均的问题,他们还在现场蹲点守候加工,与设计人员、工艺人员反复研究、反复磋商、反复协调,直到全部加工合格。
此外,此次助力火箭升空的,还有航天科技集团七院7111厂生产的产品——快卸充气嘴和油面电位计,这两种产品都应用在火箭的伺服机构上。
快卸充气嘴应用在火箭伺服机构的蓄压器上,对蓄压器进行充、放气,最大直径仅有2.4cm左右。装配过程中,粘胶时胶量的多少直接影响充气嘴的充放气性能,师傅们结合独特的装配方法,将装配尺寸内控在4.3mm,粘胶时间控制在10秒钟之内,来保证装配质量。
油面电位计应用在火箭伺服机构的油箱上,用来指示油箱中油面位置是否符合技术条件。其加工最高精度达到1根头发丝的四分之一。
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