2021-08-26 09:14 | 來源:科技日報 | 作者:張 宇 付毅飛 | [科技] 字號變大| 字號變小
張宇付毅飛?擴展泵組是位于艙壁外的回路泵,由中國航天科技集團(tuán)五院熱控團(tuán)隊研制,是空間站熱控系統(tǒng)流體回路運行的動力源之一,將為我國空間站15年長壽命的穩(wěn)定運行強本固...
8月20日,當(dāng)航天員聶海勝扳下最后一個扳手,本次出艙活動的一個重要任務(wù)——安裝熱控系統(tǒng)擴展泵組,順利完成。
擴展泵組是位于艙壁外的回路泵,由中國航天科技集團(tuán)五院熱控團(tuán)隊研制,是空間站熱控系統(tǒng)流體回路運行的動力源之一,將為我國空間站15年長壽命的穩(wěn)定運行強本固基。
中國空間站上的“中央空調(diào)”
由于沒有大氣層的保護(hù),在太陽光線直射下,空間站表面溫度最高可達(dá)150攝氏度以上,在背陽面,溫度最低可達(dá)零下100攝氏度以下。在這種嚴(yán)酷的太空環(huán)境中,熱控系統(tǒng)是保障空間站設(shè)備正常運行,以及航天員太空生活冷暖舒適的重要系統(tǒng)。
空間站熱控系統(tǒng)的核心之一是流體回路,它是整個航天器的命脈。據(jù)中國航天科技集團(tuán)五院空間站熱控流體回路系統(tǒng)技術(shù)負(fù)責(zé)人鄭紅陽介紹,流體回路均勻地包裹住了空間站的重要部位,通過特殊液體在管路內(nèi)的往復(fù)循環(huán),將艙內(nèi)設(shè)備以及航天員生活產(chǎn)生的熱量收集起來,通過回路帶到相應(yīng)的設(shè)備和結(jié)構(gòu)中實現(xiàn)散熱和補熱功能,同時還能精確控制空間站不同“房間”的溫度,保持溫度的均勻和穩(wěn)定,可謂是量身打造的“中央空調(diào)”。
空間站長期穩(wěn)定運行的“小秘訣”
讓流體回路內(nèi)的特殊液體循環(huán)往復(fù)的動力,來自安裝在流體回路系統(tǒng)中的熱控回路泵,五院空間站熱控分系統(tǒng)主任設(shè)計師韓海鷹將其比喻為熱控回路系統(tǒng)的“心臟”。
“人體的心臟為血液流動提供動力,把血液運行至身體各個部分,而回路泵則保障了整個回路系統(tǒng)的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。”韓海鷹說。
為了保證中國空間站在軌不少于15年壽命的要求,研制團(tuán)隊從立項伊始,就著眼于長壽命、可靠性、維修性、安全性一體化設(shè)計。作為長期高速運轉(zhuǎn)的部件,回路泵的壽命是有限的,必須具備可維修、可更換的功能。為此,經(jīng)過熱控團(tuán)隊的持續(xù)攻關(guān),提出了在空間站資源艙壁外安裝擴展泵組的構(gòu)想,為流體回路打造艙內(nèi)艙外多個“心臟”,保證其具備超長時間待機的能力。這將是空間站長期穩(wěn)定運行的“小秘訣”。
安裝過程連螺絲都不用擰
從理論上說,在太空環(huán)境中為空間站安裝流體回路泵閥部件,是一件操作復(fù)雜、極具挑戰(zhàn)的工作。要知道,身穿艙外航天服的航天員行動會受到很大限制,一個擰螺絲的簡單動作,可能都要消耗不少精力和時間。
在安全、簡單、可靠三項原則基礎(chǔ)上,熱控團(tuán)隊提出了精巧易用的方案,把所有需要更換的零件集成在一個擴展泵組中,讓航天員只需要進(jìn)行一些簡單的操作,就能輕松完成更換。
經(jīng)過熱控專家的精心設(shè)計,安裝步驟分為“一鉤,二鎖,三通,四連”。一鉤,就是扳動2個鎖鉤,將泵組鉤住空間站艙體,初步將組件固定在空間站資源艙壁上;二鎖,即在鉤住艙體的基礎(chǔ)上,撥動2個鎖定扳手,將泵組位置徹底鎖定在相應(yīng)位置;三通,就是旋轉(zhuǎn)精巧的手輪接通泵組的電路;四連,就是扳動兩個扳手,完成液路的連通。整個過程中,不需要安裝任何螺釘。
臺上十分鐘,臺下十年功。完美契合工效學(xué)要求的擴展泵組,凝聚著熱控團(tuán)隊傾盡十年的研制心血,加上地面的無數(shù)次驗證,才有了此次航天員在太空中順利高效的安裝動作。這次出艙活動既完美驗證了在軌更換泵組的技術(shù),更為后續(xù)空間站組合體建造和長期穩(wěn)定運行奠定了基礎(chǔ)。
《電鰻快報》
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