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逐梦九天!梦天实验舱升空背后有这些“重庆力量”
2022年11月01日 09:45 来源: 华龙网

空间站模型。华龙网-新重庆客户端记者 刘钊 摄

  据央视新闻,10月31日下午,梦天实验舱搭乘长征五号B遥四运载火箭,在我国文昌航天发射场发射升空。这背后,离不开“重庆力量”。

  为实验舱披“铠甲”,八成关键铝材由西南铝提供

  据悉,西南铝作为我国航空航天用铝合金材料研发保障核心基地,在此次发射任务中分别向“梦天”实验舱和长征五号B遥运载火箭提供了80%以上、60%以上的关键铝合金材料,涵盖锻件、板材、型材、管材等多个大类10多个规格品种,主要用于实验舱表面结构和运载火箭的过渡环、转接框、贮箱等关键部位,起到蒙皮、支撑和连接等作用。

西南铝质检员在测量铝合金锻环外径尺寸。西南铝供图

  其中,火箭推进舱和实验舱蒙皮超大规格板材、某型号结构连接锻环100%由西南铝独家提供。这些关键铝合金材料具有高冶金质量、高性能技术指标及品种规格多、构件尺寸大的特点,其制造技术是当今国际最先进的铝加工技术。

  用于长征五号B遥运载火箭低温燃料贮箱箱体的2XXX合金超大规格板,构件尺寸大,所需板材宽幅达到2000mm以上。这一方面对板材性能和内部质量提出了高于GJB和国际标准的要求,另一方面对板形不平度也提出了更高的要求,材料综合性能及实物质量要求高,生产难度大。初期研制生产时,技术废品率高,全批次板材报废现象时有发生,曾一度影响保供进度。

  针对该产品生产保供难度大的问题,西南铝成立了专项研发团队,围绕该2XXX合金熔铸、轧制及配套热处理工艺开展了系统研制工作,首先攻克了2XXX合金工业化生产中合金成分精确控制与熔体净化、大规格铸锭成型与冶金质量控制、成分调控与形变热处理工艺控制等关键技术,解决了产品力学性能卡边、稳定性差等问题。

西南铝模锻员工在生产铝合金模锻产品。西南铝供图

  此外,长征五号B遥运载火箭核心舱采用的5米级锻环为西南铝独家提供。这种锻环壁厚和高度都比常规环件厚很多,西南铝不仅需要设计合理的变形比例,还需消减因厚度过大而造成的淬火后的残余应力。研制生产过程中,西南铝相继攻克了锻造、扩孔、轧制变形、热处理以及去应力等多项技术难关,使该环件不仅综合性能达到标准要求,而且超过标准15%以上。

  “西南铝将按照党的二十大提出的建设制造强国、航天强国的战略部署,紧跟国家航空航天等战略事业的发展方向,牢记使命,自主创新,不断提升关键铝合金材料自主可控能力,千方百计满足国家重点工程对高精尖铝合金材料的急需。”西南铝党委书记、董事长黎勇表示。

  阿尔法机构采用的对构齿轮传动由重庆大学机械传动国家重点实验室自主研发。 受访单位供图

  24小时不间断追踪太阳!这项技术由重庆大学自主研发

  据了解,梦天实验舱在预定轨道上完成姿态调整和系统调试后,其太阳能电池翼的阿尔法对日定向驱动机构将投入使用。记者了解到,该阿尔法机构采用的对构齿轮传动由重庆大学机械传动国家重点实验室自主研发。

  实验舱配置了目前国内研制的最大面积可展收柔性太阳翼,单翼全展开状态下长达27米,面积可达138 平米。受太阳入射角和空间站飞行姿态的影响,太阳翼的发电效率会因时段不同、姿态不同而产生相应变化。

  为了让柔性太阳翼24小时不间断追踪太阳,保持最高状态的发电效率为空间站保障用电,实验舱首次采用太阳翼双自由度同时转动,确保每一缕阳光都垂直照射在太阳翼上。这一技术的实现,也是因为使用了大型回转运动类空间机构产品——对日定向装置。

  重庆大学机械传动国家重点实验室陈兵奎教授介绍对构齿轮模型。华龙网-新重庆客户端记者 刘钊 摄

  “对日定向装置里的对构齿轮传动,是由我们自主研发的。”重庆大学机械传动国家重点实验室陈兵奎教授介绍,这是一种新型齿轮传动,其突出的误差适应能力和较高的承载能力,能够满足太空极端高低温交替变化对阿尔法机构提出的超大空间尺寸形变、高可靠、长寿命等严苛要求。

  据悉,陈兵奎教授团队在前期积累的理论研究和工业应用基础上,针对阿尔法机构对构齿轮传动进行了近八年的攻关,攻克了极端工况下对构齿轮设计理论与方法、多物理量作用下对构齿轮数字闭环精密加工与测量、拟实条件下对构齿轮加速疲劳寿命试验技术与装备等多项关键技术,并在上海宇航系统工程研究所、上海航天设备制造总厂、郑州机械研究所等单位的通力合作下,最终完成交付。

编辑: 陶玉莲
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