发射 天舟二号箭在弦上!天宫空间站开始“搭积木”( 二 )
不仅天和核心舱瞄准世界领先,服务空间货物运输的天舟货运飞船从立项伊始瞄准的目标同样也是“世界领先”。
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天舟货运飞船
天舟货运飞船的技术领先主要体现在六大方面:
一、世界现役货运飞船最强运力
天舟货运飞船采用货物舱与推进舱两舱结构方案,货物舱为密封舱,最大直径3.35米,该舱段分为前锥段、全密封柱段、后锥段三部分,货物贮存在全密封柱段内,推进舱直径约2.5米。
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天舟飞船货物舱结构
飞船轴向总长约10.6米,上行货运能力为6.5吨。
世界现役其他各型货运飞船上行货运指标:进步MS(2.25吨)、HTV(6吨)、天鹅座(3.5吨)、货运龙(3.31吨)。
由此可见天舟货运飞船上行运力居于世界现役各型货运飞船之首。
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天鹅座货运飞船
二、世界现役货运飞船上行货重比之首
天舟货运飞船进行了全要素轻量化设计,飞船总重13.5吨,结合6.5吨上行货运能力的货重比为0.48。
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天舟飞船货架结构
世界现役其他各型货运飞船上行货重比:进步MS(0.33)、HTV(0.36)、天鹅座(0.46)、货运龙(0.32)。
货重比是衡量货运飞船运载效率的核心指标,即上行运力与飞船总重量的比值,比值越大运载效率越高。
三、首创“推进-补加一体化设计”
在天舟货运飞船问世前,放眼全球只有进步号与欧空局ATV货运飞船具备推进剂在轨补加功能,后两款飞船用于推进剂补加的模块与飞船自用推进模块是相互隔离的独立设计,任务适应性差。
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推进/补加一体化推进舱
天舟货运飞船全新研制400L金属膜片贮箱,它们既有推进贮箱,也有补加贮箱,二者可以混合搭载,能够视需求灵活增减推进贮箱与补加贮箱,具有优异的任务适应性。推进剂总携带量3.1吨,用于补加的推进剂2.1吨。
四、首创全自主快速对接
快速交会对接是载人航天领域的必备提升技能,例如载人飞船快速救援、空间站应急维修需要货运飞船快速发射等任务需求。
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天舟一号自主快速交会对接示意图
进步货运飞船、联盟系列载人飞船曾多次验证快速交会对接任务,但这些任务中的关键事件仍然需要地面干预。
天舟货运飞船则在天舟一号任务中首次应用全自主交会对接技术,基于绝对定位数据实现快速交会对接过程中的自主制导与导航,整个过程无需地面干预。
五、姿轨控动力系统的完善与强化
天舟货运飞船采用纯喷气式姿轨控方案,配置36台姿轨控发动机,其中4台为490N轨控发动机,32台姿控发动机推力分别为150N、120N、25N。
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天舟尾部是4台490N轨控发动机
天舟二号在原设计基础上进一步强化姿轨控动力系统配置,具备空间站全方位对接能力,不论是后向,还是前向,亦或者径向都可对接,且具备空间站包括一字形、L形、T形在内所有构型对接任务适应力。不仅具备自主对接能力,还可以与空间站机械臂合作执行准静态悬停捕获与辅助对接任务。
与空间站对接后天舟货运飞船还可胜任空间站整站轨道抬升任务。
六、飞船系列化发展,型谱完善
天舟货运飞船分为全密封、半开放、全开放三种构型:全密封主要执行加压货运以及燃料在轨补加任务;半开放构型则可以兼顾加压货运与小型舱外载荷运输,舱外载荷由空间站机械臂取出;全开放构型则取消加压货运能力,进而运输较大规模的舱外载荷,也是由空间站机械臂取出。
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全密封、半开放、全开放三种构型
必要时还可以发射5吨级小型舱段,此为第四种构型。
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天舟半开放构型
得益于天舟货运飞船强大的上行运输能力,其在空间站运营阶段发射频次相较于国际空间站显著降低,每8个月发射一次,同时天舟货运飞船未来还可以承担载人月球任务中环月轨道空间站的补给任务。
不过还应当看到,虽然该型飞船在诸多技术指标上居于世界领先水平,但这并不意味着我们可以就此止步。
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