航天科普:让空间站“坐如钟、行如风”的窍门是甚么?

时间:2023-02-05 02:26:25 来源:MELVYN网

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7月24日,让空问天实验舱在文昌航天发射场成功发射。间站问天出列后,坐钟以后空间站组合体由天和中心舱、行风明星严厉的健身教练问天实验舱、门甚神船十四号载人飞船和天船四号货运飞船构成,航天本年还将迎接梦天实验舱、科普天船五号、让空神船十五号接续访问。间站这个在轨质量达百余吨重的坐钟空间站组合体,其姿态把持难度是行风我国航天飞翔义务中史无前例的。“问天之问”第六话,门甚为你解答让空间站“坐如钟、航天行如风”的窍门地点!

航天器姿态把持有“神器”?

把持力矩陀螺“显身手”

航天器传统的姿态把持举动是经由进程RCS姿态把持动力体系(Reaction control system)停止姿态调剂,需下行并消耗大年夜量推进剂,效费比极低,不有效于大年夜型航天器的姿态把持。

空间站在一样深刻运转进程中,健身教练泳装照片女其姿态受地球高层大年夜气、太阳电磁辐射、引力场等多种成分影响会有所变卦,搭载的多项载荷也都有特定的指向需求,尤其是大年夜型柔性太阳翼有静态对日定向央求。

⬆️空间站大年夜型柔性太阳翼

是以,空间站的静谧运转需要一个能稳住它的强机能“神器”——把持力矩陀螺。它是航天器姿态把持的惯性实施部件,经由进程高速改动的飞轮取得角动量,并经由进程改动角动量的浙江大妈打健身教练方历来对外输入力矩。相较RCS姿控体系,它除了零燃料消耗的自然优势,还有对航天器柔性部件搅扰最小化的优势,关于大年夜型空间站而言,更是弗成或缺的中心技艺设备。

⬆️把持力矩陀螺

曾是技艺停顿“拦路虎”!

往常自给自足,自立“智”造

万里穿针,没有它不可;培植空间站,没有它不可;停顿快速灵敏航天器,上海健身教练业绩压力没有它不可……把持力矩陀螺的技艺攻关和产品研发曾是中国空间技艺停顿遭受的“拦路虎”。1991年,我国末尾论证空间实验室和空间站项目,把持力矩陀螺作为“重器”被提了出来,中国人确信“中心技艺是买不来的”,所以在论证伊始便武断选择了自给自足。

我国第一台上天的是200Nms(牛米秒)把持力矩陀螺。2011年成功发射入轨的天宫一号上设置了6台多么的力矩陀螺,其在轨运用成为我国空间机电部件停顿的一个里程碑,也使我国成为继美俄后世界上第三个掌控该技艺的保险员遇上健身教练国度。

⬆️200Nms把持力矩陀螺

自天宫一号后,科研团队陆续研收回了角动量范围掩盖0.1Nms到1500Nms的产品,构成了知足我国各类空间飞翔器姿态灵敏与姿态把持需求的全系列把持力矩陀螺产品型谱。较第一代产品,新研制的把持力矩陀螺具有精度高照应快寿命长靠得住性高等优点,可知足我国以后各类空间飞翔器的姿态把持央求

空间站义务把把持力矩陀螺在中国航天器上的运用选拔到了一个新高度。其他航天器的把持力矩陀螺装配在舱内,任务状况较为单一,而空间站上的把持力矩陀螺需要同时顺应舱内、舱外两种任务状况。由于极大年夜的温差和真空度变卦等成分,给产品关键部位润滑和零件散热标题带来了很大年夜寻衅,特别是针对舱外200多度的温差,研制人员必需停止特别的热控谋划,同时对舱内产品展开减振降噪任务,以相符舱内噪声目的央求。

⬆️空间站中心舱已装配的6台大年夜型把持力矩陀螺

作为复杂的空间机电类产品,把持力矩陀螺任务状况恶劣、寿命央求长,央求每分钟数千转继续任务多年,在轨发生缺点的概率较大年夜。是以,为包管空间站的寿命与靠得住性,把持力矩陀螺还需具有在轨替代身手

中国空间站运用的把持力矩陀螺是而今角动量最大年夜的1500Nms,并采取了两舱“6+6”的设置。个中有6台已装配在中心舱大年夜柱段与小柱段衔接锥面外壁上,别的6台则将装配在问天实验舱。这一设置恰是组合体体系级的先辈的处所,可以融合运用,经由进程总搜集按需重构。

⬆️神船十四号航天员在轨设置把持力矩陀螺

从“拦路虎”变成技艺岑岭,把持力矩陀螺系列产品的研制与运用清楚选拔了我国空间飞翔器的姿态灵敏与姿态静谧把持身手,也推进了我国空间惯性实施机构的快速停顿。多个把持力矩陀螺的结合运用,足以助力空间站“坐如钟、行如风”,助力载人航天工程的稳步停顿。

(中国空间技艺研讨院北京把持工程研讨所)



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