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江蘇科技助力問天實驗艙“問天之旅”

發布時間:2022-07-25 12:02:00來源: 新華日報

  7月24日,搭載空間站問天實驗艙的長征五號B遙三運載火箭發射任務取得圓滿成功。記者了解到,在此次問天實驗艙發射任務中,我省多家科研院所科技成果保障了順利發射。

  位於(yu) 我省的中國電科第55研究所配套保障共計35款數萬(wan) 餘(yu) 隻(套)關(guan) 鍵核心元器件,並作為(wei) 中國電科空間站空間載荷的元器件分係統單位提供了全周期的元器件質量保證。“55所研製配套了以第三代半導體(ti) 氮化镓功率放大器為(wei) 主的多款微波芯片,以及模塊組件、氮化镓場效應晶體(ti) 管和絕緣子、二極管等產(chan) 品,分別應用於(yu) 本次發射任務的載荷係統、運載火箭係統、地麵測控係統等。”該所相關(guan) 負責人介紹,氮化镓功放芯片是載荷係統的關(guan) 鍵核心元器件,首次在星載領域實現批量工程化應用。限幅低噪放芯片、多功能芯片和開關(guan) 芯片等微波芯片,突破了窄帶高效率等設計技術,可實現微波信號發射、接收等功能。

  海南陵水清水灣附近一座山,名為(wei) 三腳嶺,來自我省的中國電科第14研究所雷達遙測綜合測量係統就“紮根”在此。該係統主導承擔火箭主動段外彈道軌跡測量任務,從(cong) 點火的那一刻開始,就像一雙“鷹眼”緊盯火箭的足跡。在任務中該係統通過“應答”方式對火箭進行精密跟蹤,實時獲得火箭的距離、方位、俯仰、速度等信息,同時接收遙測下行信號,實時解調火箭風行遙測數據,判斷火箭飛行狀態。

  14所的船載測量雷達,是海外測量的重要裝備和手段,它的作用就是彌補陸地測量時間不足、延長測量弧度,確保航天器的飛行路徑在測量範圍內(nei) 。在本次問天發射任務中,測量團隊研製了新一代船載測量雷達,安裝有先進的姿態測量設備,可以在測量船搖擺的情況下,得到和地麵一樣高的測量精度,有力保障了火箭一二級分離、二級二次關(guan) 機、器箭分離等關(guan) 鍵動作,並對探測器實施入軌段初始定軌提供有效支撐。

  在這次叩問蒼穹的飛天之旅中,蘇州高新區滸墅關(guan) 企業(ye) 旭博檢測實驗室參與(yu) 了長征五號B遙三運載火箭核心部件的可靠性檢測工作。“這是長征五號B遙三運載火箭第三次發射,它的可靠性指標在國際上處於(yu) 領先水平,而火箭的可靠性,很大一部分得益於(yu) 發射前嚴(yan) 格且專(zhuan) 業(ye) 的可靠性測試。”旭博檢測實驗室總經理濮龍鋒告訴記者,實驗室團隊完成了長征五號B遙三運載火箭推進機構和電源係統的可靠性測試。火箭推進機構相當於(yu) 方向盤,“簡單來說,就是通過在地麵模擬力學環境,驗證在太空強大振動環境下火箭是否能保持正常工作。”濮龍鋒舉(ju) 了個(ge) 例子:汽車如果開到200km/h,就會(hui) 因受到各種力而引發強烈振動。而火箭速度每秒達7.9公裏,在複雜的力學環境下,振動將成倍放大。因此針對火箭部件的測試標準極為(wei) 嚴(yan) 苛,測試工作直接關(guan) 乎火箭在太空的穩定運行。自2017年承擔長征係列火箭核心部件檢測工作以來,旭博檢測實驗室精心檢測了每一枚“神箭”,接下來,實驗室將進一步拓展航天領域服務,或將為(wei) 飛船重要部件提供測試服務。

  南航自動化學院王莉教授領銜的“智能配電係統”團隊麵向空間站等載人航天任務,開展航天器智能並網控製及保護技術研究。針對空間站組合體(ti) 複雜構型後各飛行器帆板遮擋引起的能源均衡配置和使用問題,建立控製模型,將固態功率控製器技術應用於(yu) 空間站係統各智能配電器中,實現功率的通斷控製和安全保護;采用智能並網控製技術實現空間站係統多飛行器之間能源係統並網供電,解決(jue) 了能源的最優(you) 利用和統一調配問題。

  南航材料科學與(yu) 技術學院占小紅教授團隊參與(yu) 了長征係列多型運載火箭貯箱焊接結構研製任務,開發了跨尺度一體(ti) 化建模與(yu) 仿真技術,形成火箭貯箱焊接應力與(yu) 變形全局高精度調控策略,實現了5米級貯箱焊接變形小於(yu) 千分之一,助力長五B運載火箭順利發射。

  南航材料科學與(yu) 技術學院超級絕熱複合材料課題組陳照峰教授、楊麗(li) 霞講師開發的航天級輕質納米真空絕熱板,成功應用於(yu) 我國問天實驗艙低溫實驗保冷設備。團隊曆經6年,經過上百次實驗,開發出超低導熱長壽命輕質納米真空絕熱板。在相同保溫效果下,真空絕熱板厚度僅(jin) 為(wei) 傳(chuan) 統保溫材料的1/5至1/8,提高了飛船內(nei) 空間利用效率,為(wei) 飛船開展超低溫試驗提供了解決(jue) 方案。

  南航航天學院陳傳(chuan) 誌副教授領銜研發的定向裝置油脂補加機構應用於(yu) 我國問天實驗艙的研製,該技術通過單驅多動純機械聯動潤滑方案,解決(jue) 定向裝置傳(chuan) 遞鏈路複雜、摩擦大、誤差累積致油膜厚度控製難的技術難題,實現了定向裝置隔離域麵的分區精準潤滑。

  此外,還有很多南航師生參與(yu) 多項科研項目保障著空間站運行。比如航空學院文浩教授團隊“空間結構在軌自主組裝的動態控製”,餘(yu) 莉教授團隊“降落傘(san) 氣動減速技術研究”,姚衛星教授團隊“空間站伸展機構疲勞評估與(yu) 試驗驗證”,王誌瑾教授團隊“空間站柔性太陽翼設計”,自動化學院吳紅飛教授團隊“空間站大功率電源係統”,機電學院田威教授團隊“核心艙複雜結構原位多機器人協同裝配技術”,材料科學與(yu) 技術學院豐(feng) 俊東(dong) 副教授團隊“空間站工程航天醫學實驗項目”等課題。

(責編: 李文治)

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