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中国空间站首战告捷!长五B发射天和核心舱圆满成功
发布时间:2021-04-29 作者: 信息来源: 八院

2021年4月29日11时23分,长征五号B遥二运载火箭在海南文昌航天发射场一飞冲天,直指苍穹。成功将我国空间站天和核心舱精准送入预定轨道,太阳电池翼成功展开,发射任务取得圆满成功。这是长征五号B首次应用性飞行,也是我国空间站在轨关键技术验证的关键之战。其中,八院承担了长五B四个助推器的抓总研制工作,以及天和核心舱电源分系统、对接与转位机构分系统、资源舱结构与总装、测控通信子系统等研制工作。

长五B运载火箭四个助推器提供90%以上的起飞推力

为我国空间站任务“量身定做”的长征五号B运载火箭,是我国目前近地轨道运载能力最大的新一代运载火箭,具备近地轨道25吨的运载能力。其“大力出奇迹”的关键所在,就是由中国航天科技集团八院研制的4个直径3.35米助推器。据长征五号运载火箭副总指挥兼副总设计师鲍国苗介绍,4个助推器为长五B火箭提供了90%以上的起飞推力,并创造了多个“国内第一”。国内第一个规模最大的液体助推器,不仅体现在它10层楼高的“个头”和3.35米的“腰围”,还体现在单个助推器推力最大,达到240吨,超过了普通中小型运载火箭的起飞推力;国内第一次采用了气动外形良好的斜头锥和前捆绑主传力结构,前捆绑点大偏置集中力设计载荷高达310多吨,后捆绑点径向设计载荷高达80多吨,这对助推器的结构设计要求非常高,必须要“站得稳”“传力强”“耐高温”;国内第一次采用助推器支撑全箭竖立载荷,有效减轻了芯级重量和芯级结构的设计难度,提升了全箭运载能力。

天和核心舱首次采用大面积、高可靠、长寿命、可重复展收的柔性太阳翼

电源分系统是所有飞行器的“心脏”,可为平台和载荷提供安全可靠的能源供给。空间站电源分系统堪称国内迄今最复杂的系统。空间站系统副总指挥甘克力介绍道。

为了满足空间站的大功率需求,空间站系统副总设计师罗斌介绍,八院太阳翼研制团队经过多年的关键技术攻关,成功研制出国内首个大面积、高可靠、长寿命、可重复展收的柔性太阳电池翼,并成功应用于核心舱。核心舱太阳翼双翼展开面积超过134平方米,全部收拢后仅有一本书的厚度,是传统刚性太阳翼的1/15;其在轨通过6套有源机构、12套无源机构实现三维五步展开,单翼展开长度超过12米,可为空间站提供超过9千瓦的电能,在满足所有设备正常运转的同时,保证航天员在空间站中的工作、娱乐等日常生活。

同时,作为舱外产品,太阳翼要面对的空间环境极其恶劣,在轨运行期间88000次的高低温循环、低轨环境中的原子氧浓度、紫外辐照、电离辐照等都是巨大的考验。为了使太阳电池翼具有良好的空间环境适应性,柔性翼研制团队经过多年的关键技术攻关,最终选取了最可靠、最高效的空间环境防护方案,确保太阳翼在低轨环境中健康长寿。这是国内众多优势行业的技术集成,汇集了国内众多航天系统专家的智慧结晶。

天和核心舱首次使用大直径、高承载、轻量化资源舱

作为核心舱的动力之源,资源舱位于核心舱的后端,直径4.2米、高度2.1米,与天宫二号相比,直径增加了近1米。舱内安装的推进模块携带了1.8吨推进剂,该模块是空间站三个组成舱体中,唯一具备接收推进剂补加功能的模块,为空间站组合体的长期在轨运行提供动力支持。

资源舱在火箭主动段承载严酷,承担了上方三个舱体的总重和上行过载,但资源舱结构自身经过了轻量化设计后却只有400余公斤。舱内安装有70多台/套产品,以及密密麻麻的管路、电缆,“分管”着核心舱的热控、推进等方方面面。由于资源舱内部设置有航天员的物流通道,占据了舱内空间的1/3,为了将舱上产品合理布局,设计师们“寸土必争”,最大程度地为航天员活动让出空间。

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