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青出于蓝而胜于蓝 揭秘天宫二号资源舱的改进研制

2016-09-16 15:22

9月15日,中国在酒泉卫星发射中心用长征二号F运载火箭将天宫二号空间实验室发射升空。 新华社记者 琚振华 摄

15日晚,天宫二号成功发射为中秋的夜空增辉添彩。天宫二号空间实验室是在天宫一号备份目标飞行器的基础上改进研制而成,采用实验舱和资源舱两舱构型。中国航天科技集团公司上海航天技术研究院承担了天宫二号资源舱的改进研制工作。

资源舱是天宫二号的“心脏”,不仅能为天宫二号提供所有的动能和电能,航天员维持生命的氧气也储存在这里。在天宫一号资源舱的原有设备上改进研制、升级换代,为天宫二号执行新任务提供更加强大的“心脏”,任务十分艰巨。

“这就像家里的房屋装修,改装二手房,比装修毛坯房遇到的麻烦更多。何况天宫二号资源舱还是局部改装,实现新功能的同时,不能影响原有功能,需要设计师、工艺师、总装、吊装、电装、精测、检验等各工种全方位配合。”上海航天技术研究院天宫二号资源舱机械总体主任设计师欧阳文介绍说。

天宫二号资源舱总装设备近150台/套,空间应用系统载荷设备数量也比天宫一号增加,在不影响原有设备安装状态的前提下,只能“见缝插针”地改装。改装涉及到在舱体上钻孔、切削等机械加工操作。工程技术人员首先需要把资源舱上的设备、热控多层、电缆、管路、报废的支架等全部拆除,然后在舱上钻孔,安装支架,再把沿用的管路和设备、电缆、新增的管路和设备、热控多层等重新安装到舱上。

对正样产品进行如此大规模的改装,风险极大。例如,改装之初,资源舱的内外已经喷涂了热控黑漆和白漆,比较脆弱。尤其是白漆,容易脱落、受污染且无法修补,改装中的钻孔、切削是否会对热控漆产生影响?如何保护?大量新增的设备对舱体的动力学性能有什么影响?新的布局下的电磁兼容性如何?改装中的多余物如何控制等,许多风险都是未知。

为了严格控制风险,在正式改装资源舱之前,上海航天技术研究院工程技术人员首先改装了初样天宫一号结构热控资源舱,进行了支架拆除、管路拆除、设备拆除、单舱振动试验、整器力学试验、EMC试验等共计20项技术验证工作,为正式改装资源舱积累了丰富经验。

在正式改装的过程中,为了避免各系统间的“打架”,资源舱总装团队还制定了周密的风险预案及控制措施,并逐一落实到位。对安装十分困难的几台设备,反复进行操作演练,最终完成了资源舱总装各项工作,确保了资源舱按期交付。

(据新华社,原标题《青出于蓝而胜于蓝 揭秘天宫二号资源舱的改进研制》,原作者张建松。编辑 董立林)

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