发射成功!“天舟一号”如何做到“肚大能容”

2017-04-20 20:17 来源:光明网 
2017-04-20 20:17:38来源:光明网作者:责任编辑:肖春芳

  4月20日19时41分,搭载天舟一号货运飞船的长征七号遥二运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射,约 596秒后,飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,发射取得圆满成功。 “天舟一号”搭载了约6吨的货物,几乎与它本身的重量相当。6吨的物资上行能力高于俄罗斯研制的进步号M型和美国的天鹅座飞船扩展型。天舟一号高效承载有何秘籍?如何做到肚大能容?

发射成功!“天舟一号”如何做到“肚大能容”

天舟一号发射现场 孙浩摄(航天科技集团一院)

  利器一:简约而不简单的货架

  对于天舟一号实现的大承载,内部采用的高效承载货架设计功不可没。表面上看,这货架和普通的书架类似,但其细节和构型都是经过多轮分析讨论的结果,货架采用一种基于蜂窝板、碳纤维立梁的梁板结构,形成大量的标准装货单元,传力效果好,结构与货物重量比达到8%。

  同时,采用适用于蜂窝板的预埋封边梁方法,巧妙地消除蜂窝板结构锐边,既避免划伤人手,又解决了边缘薄弱、易破坏的的问题。为了不断挑战承载极限,设计师还精心设计了一种大承载轻量化预埋结构,既能适应传统刚性结构安装,又能适应柔性束缚带的连接承载,经过测试,三个这种预埋结构就可以承载一台豪华轿车。

  此外,大承载货架结构与密封舱主结构的连接环节也是结构设计一大亮点,碳纤维结合铝合金的设计,避免了在轨环境下内压载荷对结构造成的破坏。这一项项先进、便利的技术成就了高效承载的货架结构,保证天舟一号稳固地运送货物。

  利器二:适应多种货物的货包

  由于天舟一号要运送的物资中有许多精密的仪器设备和宇航员用品,发射段受力又大,生怕磕碰,因此只用高强度的货架可不行,对于敏感的电子器件、机械硬件系统以及其它生活物资等通常采用“软包装”或类似方法来实现装载、运送。

  这种“软包装”与传统的硬连接不同,它是包裹在泡沫或气囊袋里面,再一起固定在货架上,而不是直接与运载工具的内部货架结构相连接。由于“软包装”为装载对象提供了一个柔软的、高阻尼的、分布式系统的支撑,可以获得一个高度隔离/减振的载荷环境,也为货物的上行运输提供了更好的适应性和合理的货包绑扎方式。

  货包设计过硬不行,容易对货架进行磕碰,过软也不行,不能有效保护货物。为了确定货物绑扎方式,结构和总装的人员在试验现场一待就是三个月,终于确定了绑扎方式和内部泡沫的设计。

  为了实现高效承载目标,天舟一号研制人员加班加点,经历了六年,二十余项试验的摸索,终于完成了天舟一号结构的设计,可以将空间科学实验设备和生活用品顺利送入太空,同时支持和保障空间站具备开展较大规模实验与应用的条件。(光明网记者宋雅娟)

[责任编辑:肖春芳]

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