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天舟一號(hào):二妞,你的快遞即將送達(dá)!

2017年04月20日 15:16 | 來源:新華網(wǎng)
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三天前,在行駛2.5個(gè)小時(shí)后,我被垂直運(yùn)至中國文昌航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射區(qū)?,F(xiàn)在我正坐在發(fā)射臺(tái)上,今晚聽候指令攜物出發(fā)。說句實(shí)話,此時(shí)此刻我的心情很復(fù)雜,有點(diǎn)激動(dòng),也有點(diǎn)緊張。

對(duì)了,忘了做個(gè)自我介紹。我叫“天舟一號(hào),”是一名大家既熟悉又陌生的“快遞員”。或許你會(huì)問為何用這兩詞來形容自己的職業(yè),其實(shí)原因很簡(jiǎn)單:快遞員幾乎天天和大家打交道,所以熟悉,但你見過太空“快遞員”嗎?

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4日17日拍攝的長(zhǎng)征七號(hào)遙二運(yùn)載火箭與天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船組合體局部。

我是中國首個(gè)太空“快遞員”

2011年,我進(jìn)入名為“中國航天科技集團(tuán)公司五院”的快遞公司。那時(shí)我的名字還叫“貨運(yùn)飛船”,直到2013年,我才有了“天舟”這個(gè)正式代號(hào)。

話說,我能當(dāng)上太空快遞員,還得益于中國載人航天工程“三步走”戰(zhàn)略中載人空間站工程。未來,我們要建造長(zhǎng)期有人照料的空間站,就需要輸送航天員所需的生活、工作物資、空間站運(yùn)轉(zhuǎn)所需的推進(jìn)劑。

在去年中秋月圓之夜,二妞(身份證姓名為“天宮二號(hào)”),乘坐中國長(zhǎng)征二號(hào)FT2火箭抵達(dá)了她的新家——距地球393公里的太空。隨即,二妞也成為我國首個(gè)真正意義上的太空實(shí)驗(yàn)室。就像汽車需要加油一樣,空間站今后要長(zhǎng)期在太空工作也需要物資,于是我這個(gè)快遞員就應(yīng)運(yùn)而生。

作為太空“快遞員”,我既承擔(dān)了為二妞“加油”和運(yùn)輸貨物的重?fù)?dān),還負(fù)責(zé)將未來空間站里的廢棄物帶回大氣層燒毀。當(dāng)然,我工作最大的亮點(diǎn)還是,在達(dá)到二妞住所后,完成太空在軌推進(jìn)劑補(bǔ)給,即人類通俗稱謂的“太空加油”。你可千萬不要小看這個(gè)工作,據(jù)說掌握了在軌推進(jìn)劑補(bǔ)加技術(shù)的國家目前只有俄羅斯和美國,其中,實(shí)現(xiàn)在軌加注應(yīng)用的只有俄羅斯。

當(dāng)然,快遞僅是我工作的一部分內(nèi)容。當(dāng)一名太空快遞員還需要更多的“本事”。比如,在運(yùn)輸貨物的同時(shí),我還將最大限度地發(fā)揮平臺(tái)效能,用搭載的幾十臺(tái)載荷設(shè)備在太空開展十余項(xiàng)載荷試驗(yàn),實(shí)現(xiàn)“一次飛行、多方受益”的目標(biāo)。

說句實(shí)話,這些工作做起來并不簡(jiǎn)單,需要掌握專業(yè)技能才可將工作做好,而掌握這些技能并非朝夕之功。在過去整整六年的時(shí)間里,我苦練太空快遞員技能,經(jīng)歷了上千小時(shí)測(cè)試驗(yàn)證,經(jīng)受了上百次大型試驗(yàn)考核。終于在今年2月13日,我結(jié)束培訓(xùn),成為一名合格的太空快遞員。

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4日17日,長(zhǎng)征七號(hào)遙二運(yùn)載火箭與天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船組合體在垂直轉(zhuǎn)運(yùn)中。

我肚大能容,快遞貨物保證“安全”

我身高10.6米,體寬3.35米。從外觀上看,我的構(gòu)造類似于天宮一號(hào),都是由大直徑的貨物艙和小直徑的推進(jìn)艙組成,但這只是表象。其實(shí),作為裝運(yùn)太空快遞包裹的快遞員,我的突出特點(diǎn)就是有個(gè)“大肚子”,運(yùn)送6噸多貨物不在話下。

6噸或許只是一個(gè)數(shù)字,6噸貨物的體積或許你也沒有精確想象。那么,我就幫你做個(gè)假設(shè)。如果一個(gè)蘋果半斤重,6噸就有24000個(gè)蘋果;如果一個(gè)成年人體重120斤,6噸就有100個(gè)人。媒體曾這樣評(píng)價(jià)我,“上行載貨比優(yōu)于國際現(xiàn)役貨運(yùn)飛船”。這也從側(cè)面表明,讓我快遞貨物既經(jīng)濟(jì)又實(shí)惠。

做完這組假設(shè),你會(huì)贊嘆我是個(gè)大力士。你會(huì)問為何我有如此這般高效運(yùn)載能力?嘿嘿,答案就在于我有兩個(gè)“絕招”設(shè)計(jì)。

絕招一:簡(jiǎn)約而不簡(jiǎn)單的貨架

我的“大肚子”猶如一個(gè)倉庫,橫橫豎豎搭放著和普通書架類似的貨架。這可不是一般的貨架,它們采用了一種基于蜂窩板、碳纖維立梁的梁板結(jié)構(gòu),形成大量的標(biāo)準(zhǔn)裝貨單元,傳力效果好,結(jié)構(gòu)與貨物重量比達(dá)到8%。同時(shí),貨架還采用適用于蜂窩板的預(yù)埋封邊梁方法,巧妙地消除蜂窩板結(jié)構(gòu)銳邊,既避免劃傷人手,又解決了邊緣薄弱、易破壞的的問題。

為了能更多的運(yùn)載貨物,我的設(shè)計(jì)師還精心設(shè)計(jì)了一種大承載輕量化預(yù)埋結(jié)構(gòu),既能適應(yīng)傳統(tǒng)剛性結(jié)構(gòu)安裝,又能適應(yīng)柔性束縛帶的連接承載。經(jīng)過測(cè)試,三個(gè)這種預(yù)埋結(jié)構(gòu)就可以承載一臺(tái)豪華轎車。此外,大承載貨架結(jié)構(gòu)與密封艙主結(jié)構(gòu)的連接環(huán)節(jié)也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一大亮點(diǎn),碳纖維結(jié)合鋁合金的設(shè)計(jì),避免了在軌環(huán)境下內(nèi)壓載荷對(duì)結(jié)構(gòu)造成的破壞。這一項(xiàng)項(xiàng)先進(jìn)、便利的技術(shù)成就了高效承載的貨架結(jié)構(gòu),保證我能穩(wěn)固地運(yùn)送貨物。

絕招二:適應(yīng)多種貨物的貨包

有了高承載能力的貨架,并不能保證在往太空運(yùn)輸時(shí)不損壞貨物。這次我運(yùn)輸?shù)呢浳锓N類包括精密的儀器設(shè)備和宇航員用品,這些都是不能被磕碰的物品。于是,保護(hù)性良好的“快遞包裝”作用就凸顯出來。

“快遞包裝”設(shè)計(jì)過硬不行,容易對(duì)貨架進(jìn)行磕碰,過軟也不行,不能有效保護(hù)貨物。為了確定貨物綁扎方式,設(shè)計(jì)師開動(dòng)腦筋,想出了一種綁扎方式和內(nèi)部泡沫的設(shè)計(jì)。因此,工程師在設(shè)計(jì)“快遞包裝”時(shí),對(duì)那些敏感的電子器件、機(jī)械硬件系統(tǒng)以及其它生活物資等通常采用“軟包裝”或類似方法來實(shí)現(xiàn)裝載、運(yùn)送。

“軟包裝”是什么樣子的?這種“軟包裝”與傳統(tǒng)的硬連接不同,它是包裹在泡沫或氣囊袋里面,再一起固定在貨架上,而不是直接與運(yùn)載工具的內(nèi)部貨架結(jié)構(gòu)相連接。由于“軟包裝”為裝載對(duì)象提供了一個(gè)柔軟的、高阻尼的、分布式系統(tǒng)的支撐,可以獲得一個(gè)高度隔離/減振的載荷環(huán)境,減少了“投遞”過程中,不必要的損耗。從而能讓我將空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和生活用品順利地送入太空,同時(shí)支持和保障空間站具備開展較大規(guī)模實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用的條件。

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4日17日,長(zhǎng)征七號(hào)遙二運(yùn)載火箭與天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船組合體在垂直轉(zhuǎn)運(yùn)中。

36臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)助我完成快遞運(yùn)輸任務(wù)

在解決了運(yùn)輸物品“安全”問題,動(dòng)力問題就成了工程師必須面對(duì)、解決的一道艱巨任務(wù)。

在快遞車上,工程師給我裝有25N、120N、150N、490N四種不同推力量級(jí)共36臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),他們通過默契的配合,力保我在太空飛行速度是子彈飛行速度8倍的情況下,能夠?qū)崿F(xiàn)“俯仰有度,動(dòng)靜自如”。

作為飛船的動(dòng)力源泉,每一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作精確與否,都關(guān)系著整船的飛行任務(wù)能否順利完成。我的運(yùn)載量大,這就要求發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)間和工作次數(shù)需要成倍增加,這也就意味著發(fā)動(dòng)機(jī)可靠工作的裕度下降。如何在較短的研制周期內(nèi),大幅提高各發(fā)動(dòng)機(jī)的工作可靠性,就成了擺在工程師面前的又一道難題。

經(jīng)過充分論證比較,工程師們決定對(duì)于25N、120N、150N發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行適應(yīng)性改進(jìn)設(shè)計(jì),在不改變性能的前提下,降低發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度,這是一個(gè)“牽一發(fā)而動(dòng)全身”的改動(dòng)。由于發(fā)動(dòng)機(jī)工作涉及霧化、燃燒等復(fù)雜的物理化學(xué)過程,是一個(gè)世界性的難題,不僅需要理論分析和仿真計(jì)算,還需要大量的試驗(yàn)驗(yàn)證。工程師們并沒有因此心生倦怠,而是凝心聚力,迎難而上。在他們堅(jiān)持不懈的努力下,我的各級(jí)系統(tǒng)均采納了發(fā)動(dòng)機(jī)的改進(jìn)方案,滿了型號(hào)總體提出的技術(shù)要求。

在確??煽啃缘幕A(chǔ)之上,為實(shí)現(xiàn)我更優(yōu)的工作性能,工程師們還提出了采用高性能的第二代490N發(fā)動(dòng)機(jī)。歷經(jīng)10年時(shí)間,第二代490N發(fā)動(dòng)機(jī)突破了7項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),實(shí)現(xiàn)了490N發(fā)動(dòng)機(jī)的更新?lián)Q代。第二代490N發(fā)動(dòng)機(jī)在我身上使用,不僅工作次數(shù)提高了10倍之多,而且密封性能更高,所有的技術(shù)指標(biāo)完全滿足我太空快遞運(yùn)輸貨物的任務(wù)需求。

說了這么多,都是我這個(gè)太空“快遞小哥”的自我情況介紹?,F(xiàn)在,我更期待我成功地執(zhí)行第一次任務(wù),因?yàn)檫@不僅意味著攻克了不少技術(shù)難關(guān),更意味著中國乃至世界載人航天史上又一新的里程碑。

(文/于子茹,孫維、劉峰對(duì)此文亦有貢獻(xiàn))

編輯:秦云

關(guān)鍵詞:天舟一號(hào) 天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船

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