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2019-05-14 作者:betway体育滚球娱乐新闻网   |   浏览(182)

中国载人航天工程办公室4月19日发布,经空间实验室飞行任务总指挥部研究决定,瞄准4月20日19时41分发射天舟一号货运飞船。19日下午,执行发射任务的长征七号遥二运载火箭开始加注推进剂。

天舟一号是我国自主研制的首艘货运飞船,由于它只运货,不送人,所以被形象地称为太空“快递小哥”。它采用两舱式结构,直径较小的是推进舱,直径较大的为货物舱。其最大直径达到3.35米,飞船全长10.6米,载荷能力达到了6.5吨,满载货物时重13.5吨。如果此次满载的话,它很可能将成为中国发射进入太空的质量最大的有效载荷。甚至比天宫二号空间实验室还大,后者全长10.4米,直径同为3.35米,质量为8.6吨。

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天舟一号货运飞船在长征七号火箭的顶端待发。

天舟一号的主要任务是为天宫二号“送货”,将与天宫二号空间实验室完成交会对接,实施推进剂在轨补加,突破和掌握推进剂在轨补加等关键技术。天舟一号还搭载了非牛顿引力实验等10余项应用载荷,将在轨开展空间科学及技术实(试)验。

在这些货物中,除了维持天宫二号运行的各种补给(包括推进剂)外,还有大量太空实验设备和载荷。由于运载火箭的运载能力是固定的,如果要运送更多的货物,就必须在保证飞船良好性能的同时,尽量减少“自重”。

天舟一号的“腰部”是一个个连接框。“为了使各部分牢固连接,连接框一般都很厚实。”天舟一号货运飞船主任设计师王为介绍,科研人员经过多次试验验证,通过数控加工仿真技术,将连接框设计成镂空形式,将非受力部分的“赘肉”精准去除,只保留结构受力部分,相当于为天舟一号进行了“抽脂”,保证连接框在足够结实的前提下重量减少50%左右。

天舟一号的外部是一种壁板结构,虽然设计厚度仅为3毫米左右,但在科研人员看来仍有“减脂”的余地。由于壁板面积很大,即使只去除A4纸那样薄薄的一层,整舱的重量也会下降不少。“在不影响飞船性能的前提下,我们通过严格控制加工温度、切削速度等参数,将壁板变薄,使天舟一号的自重减轻了30公斤。”王为告诉记者,省下的这些重量,又可以多运送好几台设备。

为了使舱内空间利用更加合理,进而装载更多的货物,天舟一号的货舱被自己的“骨骼”——货架分割成了许多区域。在货架的设计上,科研人员选用了轻质高强度材料。“货架面板”仪器板使用的是铝合金蜂窝板,“货架框架”立梁使用的是碳纤维材料。“经过多次工艺攻关后,天舟一号的整体结构变得又轻又强壮,确保能将货物完好无缺地送达天宫二号。”王为说。

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那么这样一个大块头的“快递小哥”怎样确保运送货物的安全呢?

“天舟一号块头虽大,却有一颗细腻的‘心’。”中国航天科技集团第五研究院载人航天总体部载人航天器总体研究室副主任张健说,飞船内壁四周全部设置为货架,中间留出一条矩形通道供航天员通行,航天员身处货架通道中,可以随意走动、转身、取放货物。

为提升天舟一号承载量,飞船内部采用了高效承载货架设计。张健说,表面上看,这些货架和普通的储物格类似,但其细节和构型都经过科学分析论证。货架采用基于蜂窝板、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。

由于天舟一号运送的物资中有许多精密仪器设备和航天员用品,装载物资的货包必须具备保护功能。货运飞船机械总体主管设计师郭军辉介绍,新研制的高科技货包外观呈清新的乳黄色,采用新型抗菌防潮防霉布料,可确保货物在货包中存放一年。此外,针对不同体积、形状的货物,还进行了定制化和系列化设计。

“在货包的内部设计上,依然有贴心的安排。”郭军辉说,为避免货物直接与货架结构相连接,货包里面还有一层新研制的防火防潮且防震的泡沫或气囊袋,这种“贴心”的“软包装”设计为装载对象提供了柔软、高阻尼、分布式的系统支撑。

“100多个大小不一的货包,将确保天舟一号的货运物资完好地运送到天宫二号。”郭军辉说。