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四步搞定空間站“回路心臟”

2021年08月24日 09:54  |  作者:邱晨輝 通訊員 張宇  |  來(lái)源:中國(guó)青年報(bào)
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8月20日,神舟十二號(hào)乘組兩名航天員再次成功出艙。當(dāng)航天員聶海勝扳下艙外擴(kuò)展泵組的最后一個(gè)扳手,此次出艙活動(dòng)的一個(gè)重要任務(wù)——安裝熱控系統(tǒng)擴(kuò)展泵組,順利完成。

被稱(chēng)為中國(guó)空間站艙壁外“回路心臟”的擴(kuò)展泵組,是個(gè)什么裝置,對(duì)空間站具有怎樣的意義,如何確保航天員順利完成安裝?記者就此采訪了航天專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)。

中國(guó)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(yáng)介紹,由于沒(méi)有大氣層的保護(hù),在太陽(yáng)光線(xiàn)直射下,空間站表面溫度最高可達(dá)150攝氏度以上,在背陽(yáng)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,要保障空間站設(shè)備正常運(yùn)行,以及航天員太空生活冷暖舒適,就必須依賴(lài)熱控系統(tǒng)。

“流體回路是空間站熱控系統(tǒng)的核心之一,可謂為空間站量身打造的‘中央空調(diào)’?!编嵓t陽(yáng)說(shuō),流體回路均勻地包裹住空間站的重要部位,通過(guò)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(lái),通過(guò)回路帶到相應(yīng)的設(shè)備和結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)散熱和補(bǔ)熱功能,同時(shí)還能精確控制空間站不同“房間”的溫度。

而讓流體回路內(nèi)的特殊液體循環(huán)往復(fù)的動(dòng)力源泉,來(lái)自安裝在空間站流體回路系統(tǒng)中的熱控回路泵。

中國(guó)航天科技集團(tuán)五院空間站熱控分系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)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(dòng)提供動(dòng)力,把血液運(yùn)行至身體各個(gè)部分,而回路泵則保障了整個(gè)回路系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

“作為長(zhǎng)期高速運(yùn)轉(zhuǎn)的部件,回路泵的壽命是有限的,必須可維修、可更換?!表n海鷹說(shuō),為此,熱控團(tuán)隊(duì)提出在空間站資源艙壁外安裝擴(kuò)展泵組的構(gòu)想,為流體回路打造艙內(nèi)艙外多個(gè)“心臟”,保證其具備超長(zhǎng)時(shí)間待機(jī)的能力。

在太空環(huán)境中,要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。身穿航天服的航天員動(dòng)作受到極大限制,一個(gè)擰螺絲的簡(jiǎn)單動(dòng)作,都會(huì)消耗大量精力和時(shí)間。

為此,熱控團(tuán)隊(duì)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(gè)擴(kuò)展泵組中。航天員僅需通過(guò)簡(jiǎn)單的四步操作,就能完成機(jī)械、電路、液路復(fù)雜的泵組安裝過(guò)程,即“一鉤,二鎖,三通,四連”。

“一鉤”,就是扳動(dòng)兩個(gè)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(dòng)兩個(gè)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(dòng)兩個(gè)扳手,完成液路的連通。

“讓航天員像換輪胎一樣,輕松地更換回路泵?!表n海鷹說(shuō),就像聶海勝簡(jiǎn)潔流暢的動(dòng)作展示那樣,操作者不需要安裝任何螺釘,只需通過(guò)4個(gè)步驟就可以完成擴(kuò)展泵組的安裝。

韓海鷹說(shuō),擴(kuò)展泵組經(jīng)歷了地面的無(wú)數(shù)次驗(yàn)證,凝聚著熱控團(tuán)隊(duì)傾盡10年的研制心血。這次出艙活動(dòng)既驗(yàn)證了在軌更換泵組技術(shù),也為后續(xù)空間站組合體建造和長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行奠定了良好基礎(chǔ)。


編輯:魯雅靜

關(guān)鍵詞:空間站 回路 泵組


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