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逐夢九天!夢天實驗艙升空背後有這些“重慶力量”
2022年11月01日 09:45 來源: 華龍網

空間站模型。華龍網-新重慶客戶端記者 劉釗 攝

  據央視新聞,10月31日下午,夢天實驗艙搭乘長征五號B遙四運載火箭,在我國文昌航天發射場發射升空。這背後,離不開“重慶力量”。

  為實驗艙披“鎧甲”,八成關鍵鋁材由西南鋁提供

  據悉,西南鋁作為我國航空航天用鋁合金材料研發保障核心基地,在此次發射任務中分別向“夢天”實驗艙和長征五號B遙運載火箭提供了80%以上、60%以上的關鍵鋁合金材料,涵蓋鍛件、板材、型材、管材等多個大類10多個規格品種,主要用於實驗艙表面結構和運載火箭的過渡環、轉接框、貯箱等關鍵部位,起到蒙皮、支撐和連接等作用。

西南鋁質檢員在測量鋁合金鍛環外徑尺寸。西南鋁供圖

  其中,火箭推進艙和實驗艙蒙皮超大規格板材、某型號結構連接鍛環100%由西南鋁獨家提供。這些關鍵鋁合金材料具有高冶金質量、高性能技術指標及品種規格多、構件尺寸大的特點,其製造技術是當今國際最先進的鋁加工技術。

  用於長征五號B遙運載火箭低溫燃料貯箱箱體的2XXX合金超大規格板,構件尺寸大,所需板材寬幅達到2000mm以上。這一方面對板材性能和內部質量提出了高於GJB和國際標準的要求,另一方面對板形不平度也提出了更高的要求,材料綜合性能及實物質量要求高,生産難度大。初期研製生産時,技術廢品率高,全批次板材報廢現象時有發生,曾一度影響保供進度。

  針對該産品生産保供難度大的問題,西南鋁成立了專項研發團隊,圍繞該2XXX合金熔鑄、軋製及配套熱處理工藝開展了系統研製工作,首先攻克了2XXX合金工業化生産中合金成分精確控制與熔體凈化、大規格鑄錠成型與冶金質量控制、成分調控與形變熱處理工藝控制等關鍵技術,解決了産品力學性能卡邊、穩定性差等問題。

西南鋁模鍛員工在生産鋁合金模鍛産品。西南鋁供圖

  此外,長征五號B遙運載火箭核心艙採用的5米級鍛環為西南鋁獨家提供。這種鍛環壁厚和高度都比常規環件厚很多,西南鋁不僅需要設計合理的變形比例,還需消減因厚度過大而造成的淬火後的殘余應力。研製生産過程中,西南鋁相繼攻克了鍛造、擴孔、軋製變形、熱處理以及去應力等多項技術難關,使該環件不僅綜合性能達到標準要求,而且超過標準15%以上。

  “西南鋁將按照黨的二十大提出的建設製造強國、航天強國的戰略部署,緊跟國家航空航天等戰略事業的發展方向,牢記使命,自主創新,不斷提升關鍵鋁合金材料自主可控能力,千方百計滿足國家重點工程對高精尖鋁合金材料的急需。”西南鋁黨委書記、董事長黎勇&&。

  阿爾法機構採用的對構齒輪傳動由重慶大學機械傳動國家重點實驗室自主研發。 受訪單位供圖

  24小時不間斷追蹤太陽!這項技術由重慶大學自主研發

  據了解,夢天實驗艙在預定軌道上完成姿態調整和系統調試後,其太陽能電池翼的阿爾法對日定向驅動機構將投入使用。記者了解到,該阿爾法機構採用的對構齒輪傳動由重慶大學機械傳動國家重點實驗室自主研發。

  實驗艙配置了目前國內研製的最大面積可展收柔性太陽翼,單翼全展開狀態下長達27米,面積可達138 平米。受太陽入射角和空間站飛行姿態的影響,太陽翼的發電效率會因時段不同、姿態不同而産生相應變化。

  為了讓柔性太陽翼24小時不間斷追蹤太陽,保持最高狀態的發電效率為空間站保障用電,實驗艙首次採用太陽翼雙自由度同時轉動,確保每一縷陽光都垂直照射在太陽翼上。這一技術的實現,也是因為使用了大型回轉運動類空間機構産品——對日定向裝置。

  重慶大學機械傳動國家重點實驗室陳兵奎教授介紹對構齒輪模型。華龍網-新重慶客戶端記者 劉釗 攝

  “對日定向裝置裏的對構齒輪傳動,是由我們自主研發的。”重慶大學機械傳動國家重點實驗室陳兵奎教授介紹,這是一種新型齒輪傳動,其突出的誤差適應能力和較高的承載能力,能夠滿足太空極端高低溫交替變化對阿爾法機構提出的超大空間尺寸形變、高可靠、長壽命等嚴苛要求。

  據悉,陳兵奎教授團隊在前期積累的理論研究和工業應用基礎上,針對阿爾法機構對構齒輪傳動進行了近八年的攻關,攻克了極端工況下對構齒輪設計理論與方法、多物理量作用下對構齒輪數字閉環精密加工與測量、擬實條件下對構齒輪加速疲勞壽命試驗技術與裝備等多項關鍵技術,並在上海宇航系統工程研究所、上海航天設備製造總廠、鄭州機械研究所等單位的通力合作下,最終完成交付。

編輯: 陶玉蓮
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