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神舟再飞天!里面60%的铝合金材料都来自它……

作者:admin人气:266发表时间:2022-06-06 16:25



6月5日10时44分许,长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火起飞,托举载有航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲的神舟十四号载人飞船进入太空。随后,神舟十四号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,顺利将陈冬、刘洋、蔡旭哲3名航天员送入太空,飞行乘组状态良好,发射取得圆满成功!


神舟十四号载人飞船将在轨飞行6个月,这是中国空间站任务转入建造阶段以来的首次载人任务。为保证飞船长期在轨飞行,适应空间站建造阶段任务特点,这艘飞船使用了什么“黑科技”?


神舟系列飞船由中国航天科技集团五院抓总研制,是目前中国唯一的天地往返载人航天器,从神舟五号到神舟十四号任务,它已成功实施9次载人发射任务。面对中国空间站任务特点和需求,地面科研团队开展大量技术攻关,突破了长周期大温差下的舱体温度控制等难关。


北京时间5月29日,神舟十四号载人飞船与长征二号F遥十四运载火箭组合体已转运至发射区

摄影:汪江波

从神舟十三号载人飞船起,中国航天员要实现常态化长周期在轨驻留。与以往不同的是,在空间站建造阶段,神舟飞船径向对接模式与空间站组合体飞行姿态,会使飞船被其他舱体持续遮挡,造成飞船长时间处于太阳无法照射下的极低温度环境下,最低温度甚至低于零下100摄氏度。当空间站处于某些构型时,神舟飞船的局部区域又会持续受到太阳辐照,最高温度超过100摄氏度。


外部极端的高低温环境,对航天员健康和飞船设备的正常工作带来严峻考验。针对这一控温难题,科研团队利用宇宙空间以热辐射为主要热量传导方式的特点,为空间站建造阶段的神舟飞船“家族”设计并研制了一款神奇的控温“外衣”——低吸收-低发射型热控涂层。


低吸收,顾名思义就是涂层材料自身具有较低的太阳光吸收特性,可有效减弱太阳辐照导致的温度升高。低发射,则指涂层具有较低的红外发射率,可有效阻隔飞船内部向外部深冷环境的辐射漏热,避免舱内温度不断降低。


同时,工程师们根据飞船结构、功率及空间热环境特性,对吸收及发射性能进行特定设计,形成的控温“外衣”可保障神舟飞船在长期的极端高低温外部环境下,依然能够让舱内处于适宜的温度范围。


这件黑科技“外衣”性能此前已在神舟十三号飞船上进行了验证。外界注意到,4月16日神舟十三号飞船返回舱稳稳落地时“身穿金甲”,那正是神舟飞船返回地球时,新型“外衣”与大气层高速摩擦后氧化烧蚀后的样子。




在神舟十三号载人飞船在轨飞行的6个月时间里,地面科研团队不断进行在轨温度监测,获取飞船飞行期间的舱内外温度数据。在超过200摄氏度的大温差与长期低温、强辐射的空间环境中,飞船的舱内环境温度能够始终控制在18至26摄氏度,为航天员营造了舒适的温度环境,新型控温“外衣”也经受住了长达半年的在轨考验。


神舟飞船创造在轨飞行时间记录,离不开这一新型“外衣”的护佑。现在,神舟十四号载人飞船再次身着新型热控涂层“外衣”,开启空间站任务新征程,继续呵护航天员温暖,守护航天员安全。



5日早,陈冬、刘洋、蔡旭哲3名航天员领命出征,即将开启为期6个月的飞行任务

摄影:汪江波

此外,飞船、火箭上60%以上关键铝合金材料都是“西南铝造”。西南铝为飞船和火箭提供的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,主要用于飞船的连接框、中间框、端框、表面结构以及运载火箭的过渡环、转接框、贮箱等关键部位。


员工在打磨铝合金环件边部

图片来源:中铝西南铝

锻环是火箭和飞船的关键结构件,它就相当于一座大楼的圈梁,大大小小的锻环“环环相扣”,让火箭和飞船壮筋骨披铠甲,在发射中不容易受到破损。西南铝于1989年研制出直径为3.5米的整体铝合金锻环,这次火箭和飞船上用的正是这一尺寸的锻环。


执行此次发射任务的火箭和飞船蒙皮,分别用到西南铝生产的不同型号的铝合金板材,因减重需要,飞船上用的蒙皮较火箭上用的蒙皮密度更低。飞船蒙皮是西南铝自主创新的2.4米超宽铝合金薄板


这些高合金化铝材具有品种规格多、构件尺寸大、形状复杂、工艺难度大的特点,西南铝取得了熔铸、热加工、热处理等一系列科研成果,攻克了材料研发生产中的多项关键技术难关。


除了涂层和铝材,还有“河南造”特种阀门配套系统、“苏州造”配套电路等许多关键技术也为神舟十四号的成功发射提供了不可或缺的助力。相信在各个领域的共同努力下,浩瀚宇宙中将留下越来越多中国人的身影。

---摘自铝加工网



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