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天宫二号空间实验室对接机构研制团队:全新升级 助力在轨补加
发布时间:2016-09-16 作者: 信息来源: 中国航天报

对接机构吊装。

5年前,当天宫一号目标飞行器成功与神舟八号飞船在遥远的太空对接时,我国自主研制的对接机构吸引了全世界的目光。5年后,随着天宫二号空间实验室的发射成功,对接机构将迎来全新的舞台。

验证在轨补加技术是天宫二号的重要任务之一,而对接机构分系统在其中扮演着重要角色——为在轨补加提供平台。为完成这一使命,天宫二号对接机构进行了全新升级。

天宫二号沿用了天宫一号备份的对接机构,并在此基础上增加液路浮动断接器及补加管路的安装接口。

目标飞行器和神舟飞船的对接就像在茫茫大海里穿针引线,对精度要求极为严格,这已经是极难的事情。而此次天宫二号要完成推进剂补加,空间交会对接的精度要求几乎提高了一倍。

“必须在安装后通过多个措施来进行校正,以此来保证精准插合。”中国航天科技集团公司八院对接机构主任设计师苑会领说。

为了提高对接精度,研制团队首先提升了对接机构上设备的安装精度,严格按照设计尺寸,保证不差分毫;其次,对天宫二号对接机构进行了设计改进,并在初样产品上进行改装验证。

“我们采用了大量的力学、热控等仿真和地面试验验证,比如通过模拟发射过程中的高速振动来验证其安装精度,经过多次模拟测试,最后证明升级后的对接机构产品可靠性非常高。”研制人员姜洪说。

对接机构不仅要保证液路补加能够以高精度进入插合范围,还要确保能够百分百脱得开,即确保两个飞行器能够在轨可靠分离。

“就好像钢笔和笔帽的关系,如果出现意外,笔帽卡得过紧,就需要外力提供帮助,实现脱离。虽然正常情况下不会出现这种情况,但在设计初期我们要把这些风险充分识别到。”苑会领说。

为了确保两个飞行器成功分离,研制团队对对接机构的分离能力进行了复核和验证。大量的计算和力学试验验证结果证明,对接机构的分离推杆力能够克服液路浮动断接器故障状态下的力,确保两个飞行器成功分离。

“比如,液路浮动断接器的电机如果出现故障,动力丧失会影响飞行器分离。但有了分离推杆,便能通过机械力使飞行器分开。”苑会领解释说。

随着天宫二号的成功发射,对接机构即将迎来绽放风采的舞台。它将先后与神舟十一号飞船以及预计于明年发射的天舟一号货运飞船进行对接,完成自己的使命。(魏京华 胡芳芳/文 周子玺/摄)

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