神舟十二号载人飞船发射成功 揭秘背后的陕西“智造”

[探索] 时间:2024-03-28 17:20:46 来源:蓝影头条 作者:焦点 点击:87次
陕西力量

金牌动力护送

航天员入驻『新家』

航天科技集团六院在此次载人航天工程任务中,智造承担着长征二号F运载火箭与神舟十二号飞船上的神舟射成陕西各种主推力及姿轨控发动机、热控分系统及生命保障系统泵阀等的号载后研制任务。

长征二号F运载火箭是人飞目前我国唯一用于载人发射的火箭型号,此前已先后护送11位航天员、功揭5艘无人飞船、秘背6艘载人飞船和2个空间实验室进入太空。智造

据六院专家介绍,神舟射成陕西长征二号F火箭是号载后以提高可靠性、确保安全性为目标研制的人飞运载火箭,主要用于发射神舟飞船和大型目标飞行器到近地轨道。功揭火箭全长58.4米,秘背一二级子级直径3.35千米,智造起飞质量约480吨,神舟射成陕西具有箭体结构、号载后控制系统、动力装置、故障检测处理系统、逃逸系统、遥测系统、外侧安全系统、推进剂利用系统、附加系统、地面设备等十个分系统。

本次发射用长征二号F遥十二运载火箭所用芯一级发动机、二级发动机、助推发动机均来自位于西安航天基地的中国航天科技集团六院。

据六院专家介绍,“神舟十二号”载人飞船与空间站核心舱的交会对接任务,由飞船上的推进系统完成精准定位、靠拢、调节等任务,担负全程保驾护航的职责。除此之外,推进系统还将为飞船变轨机动、姿态调正及定向、飞船脱离飞行轨道返回地面以及飞船返回再入大气层等提供动力。而组成载人飞船推进分系统的返回舱推进子系统和推进舱推进子系统,正是由六院801所负责研制。

“神舟十二号”载人飞船在轨停靠时间长达3个月,为至今我国载人飞船在轨停靠时长之最。3名航天员将在轨驻留3个月,并开展舱外维修维护、设备更换等一系列操作。六院专家介绍,六院801所科研团队为载人飞船推进分系统量身定制了多项质量改进措施,确保神舟十二号推进系统的可靠性和安全性。科研团队为保证推进系统的可靠性采取了大量冗余设计,保证发生一次故障,推进分系统仍能照常工作;即便发生两次故障,仍能保证航天员安全返回。

 多项硬科技

保障航天员安全

在这次任务中,航天科技集团四院承担了被誉为航天员“生命之塔”的火箭逃逸救生系统动力装置、神舟全套结构密封系统产品的研制生产任务,分别应用于火箭和飞船系统,全程为空间站建设护航。

火箭逃逸塔位于发射神舟十二号飞船的长二F火箭顶部。四院研制的火箭逃逸救生系统固体发动机随同长征二号F火箭一起,先后参加了从“神舟”一号到神舟十二号,多次无人、载人飞行和交会对接任务,被誉为“航天员的生命之塔”。

四院还为神舟飞船及空间站提供了所有动、静结构与机构密封件,确保航天员的生命安全和舱内仪器仪表的正常运行。航天员在空间站中长期驻留实验,必须要保证舱内压力、温度、湿度、气体成分等航天员生存条件。其密封件除要求密封性能安全可靠外,还要求材料安全无毒,能经受住-70到200℃高低温交变等各种空间复杂环境的长期考验,可安全使用30年。

由42所为航天员量身定制的舱外航天服橡胶件主要包括三类产品,分别是舱外航天服主气密层、手套橡胶件、连接处密封件。主气密层涉及肩、肘、臀、膝、踝等多个活动关节,能够为航天员在太空超低温条件下灵活出舱活动提供必要的基础防护;手套橡胶件是航天员舱外航天服手套的重要部件,能够为航天员进行舱外作业时提供灵活操作功能和必要的防护;连接处密封件能够耐受空间环境,既确保密封严丝合缝,又确保了航天服关节灵活自如。

三件利器

为神舟十二号护航

航天科技集团五院西安分院为神舟十二号飞船研制的中继终端、天线网络和仪表控制器应用软件为神舟十二号飞船的太空飞行全程护航,为神舟十二号飞船的太空之旅提供有力保障。

中继用户终端是神舟十二号飞船的重要组成部分之一。当神舟十二号飞船进入预定轨道后,中继终端开始工作。根据神舟十二号飞船飞行程序的指令链要求,中继终端中的设备会计算出中继终端天线的指向数据。之后,中继终端中的转动设备将天线指向中继卫星。这样就完成了对中继卫星的捕获跟踪。同时,中继卫星通过接收神舟十二号飞船中继终端发射的数据,完成对神舟十二号飞船的捕获,最终实现“太空握手”。

在神舟十二号飞船上有三个长、宽、高为20×20×9cm大小的天线网络,承担着神舟十二号飞船天线信号枢纽的作用。神舟十二号飞船上10余副天线的信号接收和发送都是通过天线网络来为其提供信号通路的。在天线网络上,共有USB天线网络、VHF天线网络、GNSS天线网络三部分组成。当信号要通过天线网络的时候,其首先要对信号进行分路或合成,并通过双工器对信号的杂波进行过滤,然后转换为可接收或发送的信号。

神舟十二号飞船上14个分系统所有的参数内容都要通过数管分系统转发到飞船仪表上来显示。在神舟十二号飞船上共有54幅页面显示飞船各部分的情况,这些都是由作为智能管理员的仪表控制器应用软件来提供的。仪表控制器应用软件采用独特的图形显示技术,通过文字、图形、动画的方式,显示出飞船轨迹、姿态、飞行状态以及各分系统信息。使用这一独特的图形显示技术,为航天员执行任务提供了清晰、直观、舒适的显示界面。

装备火箭『大脑』

航天员『太空电话』

在这次载人航天发射任务中,航天科技集团九院771所承担了神舟十二号载人飞船中数管分系统中央单元、环控数据处理装置、舱载医监设备主机、话音处理组件4种单机的研制任务。

据九院771所专家介绍,数管分系统中央单元就相当于飞船的神经中枢,在飞船飞行过程中,通过系统总线,完成对数管分系统及其它分系统设备的控制和管理,实现各类数据及指令的存储、控制、处理和转发,具备故障工作/故障安全的能力。

环控数据处理装置是载人飞船环控与生保分系统的数据采集、处理和控制单元,负责采集飞船内的环境参数和航天员的生命保障系统参数,通过对参数的处理运算,准确控制各类动作部件的调节,保证飞船舱内合适的氧气浓度、温度和湿度等环境。

舱载医监设备主机是航天员生理信息测量系统的数据处理中心,相当于航天员的临床护士,负责接收航天员生理健康指标信号,处理后显示在仪表盘,实现飞船飞行任务期间对航天员的医学监督与保障。

话音处理组件安装在通信头戴装置内,相当于航天员在飞行过程中相互联络、与地面站联络的直接话音桥梁,设计采用了左/右耳冗余设计,并配置双麦克、双耳机,保证航天员通话的可靠性。

作为敏感外界加速度的重要元件,771所还为任务配套了加速度计伺服电路,为航天器惯性导航系统、姿态控制系统提供核心信息源。该系列电路现已完全实现国产化,核心技术自主可控,保证了长二F火箭、神舟十二号飞船发射任务的精准实施。

西工大设计

飞船舱内照明系统

6月17日,西北工业大学机电学院的博士生导师苟秉宸教授在发射现场见证了神舟十二号载人飞船成功发射的瞬间。苟老师和他的载人航天工业设计团队长期参与神舟飞船、天宫实验室和空间站的工业设计工作,他已连续三次受邀观摩载人飞船(神十、神十一、神十二)发射。

神舟飞船的舱内环境、仪表与照明系统和舱载人机设备的工业设计和工效设计与评价均由苟秉宸教授团队完成。

空间站核心舱的设计数易其稿,多次优化迭代,技术状态变化很大,目前的天和核心舱的色彩方案、布局方案、照明与通风、机械臂控制台、睡眠区和卫生区等多处重要区域仍然采用或部分保留了西工大团队的概念设计理念。

同时,空间站乘员分系统中的多款舱载医学监测设备的工业设计任务也由该团队完成。 

华商报记者 马虎振

(责任编辑:知识)

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