新一代空間電源提供強(qiáng)大電力保障

發(fā)布時(shí)間:2016-10-31   來源:東方網(wǎng)

  據(jù)《勞動(dòng)報(bào)》報(bào)道,神舟十一號飛船繼承了神舟十號的技術(shù)狀態(tài),由軌道艙、返回艙和推進(jìn)艙三艙構(gòu)成,軌道艙是航天員的生活艙,返回艙作為控制艙,推進(jìn)艙提供能源和動(dòng)力,其中由中國航天科技集團(tuán)公司八院(即上海航天技術(shù)研究院)承擔(dān)的是電源分系統(tǒng)、對接機(jī)構(gòu)分系統(tǒng)、測控通信子系統(tǒng)、總體電路(電纜網(wǎng)及載人飛船配電器)、推進(jìn)艙結(jié)構(gòu)及總裝,包含了采用國產(chǎn)化材料太陽翼等技術(shù)狀態(tài)更改多達(dá)數(shù)十項(xiàng)。作為擁有當(dāng)今組成最復(fù)雜、電源種類最多的型號,中國航天科技集團(tuán)公司八院承擔(dān)的電源分系統(tǒng)交出了一份滿意的答卷。

  太陽電池翼:國產(chǎn)化90%以上

  值得一提的是,神舟十一號飛船采用的太陽翼是我國載人航天領(lǐng)域第一個(gè)全國產(chǎn)化材料的太陽翼,打破了以往太陽翼基板結(jié)構(gòu)的高性能碳纖維材料依賴進(jìn)口,受制于人的局面,為實(shí)現(xiàn)空間站工程自主可控奠定了基礎(chǔ)。八院與配套單位合作,僅用了一年多時(shí)間就成功研制出采用國產(chǎn)高模量碳纖維和鋁蜂窩芯的剛性太陽翼,性能指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平。

  “國產(chǎn)化的材料雖然在其他衛(wèi)星上也有用過,但是用的地方和我們的不一樣?!鄙裰凼惶栯娫捶窒到y(tǒng)技術(shù)負(fù)責(zé)人沈冰冰表示,材料的穩(wěn)定性是太陽電池翼的關(guān)鍵,也是啟用國產(chǎn)化材料后的較大風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。起初,上海航天人們對國產(chǎn)的材料特性不清楚,工藝特性也不了解,只能抱著從零開始的心態(tài),慢慢摸索。

  從確定方案,把關(guān)方案的正確性和可行性,到通過反復(fù)的地面疲勞試驗(yàn)、強(qiáng)度試驗(yàn),以及仿真飛行試驗(yàn)驗(yàn)證、工藝試驗(yàn),將太陽電池翼的穩(wěn)定性做到最大化。最終,神舟十一號的“翅膀”在元器件上達(dá)到了90%以上國產(chǎn)化,成為了目前國內(nèi)所有衛(wèi)星型號中國產(chǎn)化最徹底的型號。

  電源:跨越30天這道坎

  神舟十一號的飛行任務(wù)比神舟十號的15天延長至30天,雖說兩者的設(shè)計(jì)壽命都是半年,但作為載人船的主電源,從沒飛過這么久。30天,這對電源分系統(tǒng)的控制是一場“大考”。理論永遠(yuǎn)抵不過實(shí)際經(jīng)驗(yàn),真要上“考場”了,“家長們”不免還是會(huì)多做準(zhǔn)備。

  當(dāng)神舟十一號和天宮二號對接??亢?,部分設(shè)備停止工作,屆時(shí)整個(gè)飛船的負(fù)載將減小至40%,蓄電池在長期小負(fù)載情況下不斷充放電,產(chǎn)生記憶效應(yīng),一旦負(fù)載又增加回到額定負(fù)載,就會(huì)出現(xiàn)蓄電池供電能力不足的問題,而這些都是電池本身的特性決定。為解決這一棘手問題,使蓄電池“失憶”,811所儲能電源事業(yè)部采用調(diào)整充電曲線的方法,通過大量地面長期試驗(yàn),最終摸索出了一條和神舟十一號工作狀態(tài)相匹配的充電曲線。

  為給蓄電池加固雙保險(xiǎn),沈冰冰、鐘丹華、邢路、舒斌等設(shè)計(jì)師反復(fù)比較神舟八號、九號、十號三艘飛船8年的數(shù)據(jù),總結(jié)經(jīng)驗(yàn),確保萬無一失。

  從神舟一號到神舟十一號,中國載人航天工程載人空間站系統(tǒng)副總師馬季軍、蓄電池專家費(fèi)君生、勇挑設(shè)計(jì)重?fù)?dān)的沈冰冰,十一朝元老在811所并不少見,在他們的“庇佑”下,神舟飛船的電源系統(tǒng)總是表現(xiàn)出色。但即使是這樣,每一代的神舟飛船總會(huì)有或大或小的改動(dòng),“這幾年,我們對在軌飛行的數(shù)據(jù)進(jìn)行了很多

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