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六年前,中国航天科技集团公司第八研究所自主研发的对接机构首次亮相,完成了中国航天器的首次交会对接;六年后,中国第一艘货船天舟一号和天宫二号在空实验室的交会对接再次引起了全世界的关注。
“如果神舟八号载人飞船的对接机构被称为第一代对接机构,那么天舟一号货运飞船的对接机构就可以被称为第二代产品,而这是第二代的第一次飞行。”中国载人航天器系统和空实验室系统副总工程师张冯冲介绍。
对接机构是载人航天的关键技术。与第一代产品相比,中国自主开发的对接机构2.0版有哪些新变化?
第一个“新”:实现“重量级”大吨位航天器的偏心对接
“大吨位航天器偏心对接”的概念应从神舟载人飞船与天宫目标飞船的交会对接开始。神舟飞船和天宫飞船都是8吨级飞船,它们必须沿着质心轴运动。在捕获和校准后,它们应该处于一个没有偏心的位置,以便顺利实现交会对接。
8吨级航天器的交会对接已经是一项艰巨的任务,但与空站建设中涉及的交会对接相比,仍然是“轻量级”的。这需要对接机构的不断升级。新的对接机制必须确保8-180吨的航天器能够在未来的空空间站建设阶段以各种方式对接。
大型航天器的交会对接会产生巨大的对接能量,这就对对接机构的缓冲耗能能力提出了很高的要求。这也是空站建设中必须突破的技术。为此,八院设计人员通过大量的技术研究和方案论证,解决了这一问题,成功推出了第二代对接机构。
第二代对接机构不仅不影响原有的捕获性能,而且实现了对接机构捕获后的大吨位能耗需求,能够很好地满足本次及后续任务的需求。
第二个“新”:首次实现在轨推进剂的补充
对接机构不直接参与空之间的推进剂补给任务,但它为补给任务提供了平台和初始条件。在轨推进剂补给主要通过安装在对接机构上的四个推进剂补给液路的浮动隔离开关来实现。这意味着加油管道和油枪都安装在第二代对接机构产品上。
油枪能否准确插入注油器取决于对接的初始精度。天州一号要想成功地向天宫二号提供推进剂,两个对接机构必须紧密对接。这需要空.之间非常高精度的交会对接
第三个“新”:国内首次实现100伏高压电源
第一代对接机构采用低压电源,其可靠性已经过多次验证。鉴于中国空站未来将采用100伏高压供电系统,为了提前验证技术,天舟一号货运飞船采用了国内新研制的100伏高压装置。对接机构的控制系统电路也已设计完成。
为此,设计人员进行了专门的鉴定试验和可靠性试验,以确保对接机构能够适应新的供电系统。
第四次“新”:第一次快速交会对接
在这次任务中,天舟一号和天宫二号将三次交会对接,这在中国载人航天史上尚属首次。
2011年11月3日对接机制首次出现后,神舟8号、神舟9号和神舟10号均实现了与天宫一号的交会对接,神舟11号和天宫二号实现了交会对接,实现了首个30天长期联合运行。
这一次,天州一号和天宫二号将相遇并对接三次,对接机构组合的保持时间将远远超过以往的记录。在第一次对接和分离后,飞船将转一小段时间,然后再次对接。之后,飞船将独立飞行很长一段时间,然后第三次对接。三次连续对接对对接机构的控制、空之间的环境寿命以及重复对接性能提出了更高的要求。
来源:搜狐微门户
标题:对接机构2.0版:让更大吨位的航天器快速对接
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