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连接分离机构收放自如的飞船臂膀

2019-03-03 17:26:11

“中国航天科工集团公司三院111厂的连接分离机构就像神舟飞船的臂膀,有力地连接起了飞船的三舱,同时又按照飞船工作的阶段性要求,一秒不差地将各个舱段分开。作为神舟飞船十大关键技术之一,连接分离技术关系任务的成败、难度很高,但111厂以雄厚的实力解决了这一难题,让飞船更可靠,让国家更放心。”

这段话,是载人航天工程有关领导对中国航天科工三院111厂技术和产品作出的评价。

自1997年以来,中国航天科工三院111厂承担了神舟飞船连接分离机构的研制重任。从“神一”到“神九”,这家成立于1951年的老厂发扬优良传统和航天三大精神,以精湛的技艺打造了性能优异的连接分离机构,保证了我国载人航天工程的顺利推进,得到了载人航天工程总体的高度赞赏。

“我们研制的连接分离机构主要用在三个地方:飞船轨道舱和返回舱之间、返回舱和推进舱之间、返回舱防热大底和舱体之间。轨道舱和返回舱之间的一号锁,是保证航天员顺利返回地球的道安全保障;而返回舱和推进舱之间的二号锁,是保证返回舱进入大气层后在预定时间预定地点着陆的首要设备;飞船着陆前,抛底锁的动作则关系到防热大底能否按时抛掉、降落伞能否正常打开,是返回时保障航天员生命安全的道程序。”111厂高级工程师、十多年来一直从事连接分离机构研制的主管设计师王智健这样介绍。

研制连接分离机构的难点体现在三个方面:一是作为飞船的臂膀、连接三舱的骨架,它的牢固性就是飞船的牢固性,没有它,飞船就是分开的几个舱段,无法成为整体;二是作为执行舱段分离的设备,三件火工锁必须按时果断启动,执行分离,否则后续任务都将受到影响,关系成败;三是这些要求很难在地面模拟测试,必须想方设法确保产品质量,产品一旦上天没有任何修复余地。

王智健告诉,连接力度是对飞船连接分离机构的首要要求。飞船在飞行过程中并不是一帆风顺,会遇到空中的横向气流,会受到转弯弯矩的影响,必须保证在发射和运行段实现刚性连接,克服各种各样的外力,不允许出现任何松动,否则会产生飞船空中解体或地面解体的后果。

对111厂来说,不可能等飞船组装好之后再来试验连接分离机构是否牢固,只能在设计阶段全面提高加严要求。而该厂采取了同样工艺生产4件产品的模式,

连接分离机构收放自如的飞船臂膀

将其他3件产品做破坏性试验测试其强度,选取1件产品终交付。

谈到三件火工锁在神舟九号飞船飞行中的具体任务时,王智健进行了深入浅出的解说。

首先,在飞船发射升空并入轨运行阶段,必须保证刚性连接。当飞船临近“天宫一号”以及实施交会对接过程中,连接需要特别保证牢固,不受外力影响。

当交会对接圆满完成,飞船准备返回时,一号锁就要准确地打开,推掉轨道舱,让推进舱和返回舱组合体踏上回家之路。

而当推进舱助推返回舱重返大气层内,在预定时间抵达预定轨迹时,二号锁就要毫不犹豫地打开,推掉推进舱,让返回舱自由地飞向着陆场。此时二号锁工作的时机非常重要,时间、角度都必须精确到秒的量级,如果时间差1秒,那么返回舱着陆的地点就会差100公里。形象地说,二号锁何时打开,飞船就会在什么地方着陆。

,当返回舱接近着陆场时,舱底端用于防御吸收大气层摩擦热量的防热大底已圆满结束使命,由抛底锁执行抛底任务。将大底抛掉,里面叠放的降落伞才能顺利打开,进而带着返回舱安全返回地面。

从时序上说,三件火工锁的准确工作分别是顺利返航、返回舱降落、抛底开伞的首要前提,因此说它们关系到任务的成败,毫不夸张。

作为飞船三舱的连接支撑者,作为飞船平稳运行、安全返回的关键设备,中国航天科工的连接分离机构在此次任务中可谓“融力量与灵巧于一身”。经受了交会对接任务的复杂考验,111厂的技术实力,中国航天科工的空间发展雄心将越飞越高。(航天科工集团站 )

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