2021年4月29日11时23分 , 中国航天科技集团有限公司研制的长征五号B遥二运载火箭在海南文昌航天发射场一飞冲天 , 成功将中国空间站天和核心舱精准送入预定轨道 , 发射任务取得圆满成功 。
天和核心舱由节点舱 , 大、小柱段 , 后端通道和资源舱组成 , 将为航天员提供太空科学和居住环境 , 支持长期在轨驻留 , 它的寿命可达15年 , 并可通过维修进一步延长寿命 。 趁着“五一”假期 , 中国航天科技集团八院805所研制团队向公众披露了天和资源舱的研制过程——“矮胖子”原来是这样长成的 。
作为中国航天科技集团八院推进舱大家族里的新成员 , 六年前 , 当“矮胖子”从 “产房”里被缓缓推出来的时候 , 设计师被吓了一跳 , 平时挂在嘴上的参数随便说说简直不要太轻松:高2100mm , 外径Φ4100mm 。 但设计师见到“矮胖子”的瞬间 , 还是语塞了 。 良久 , 设计师缓过神来:这么大!
“矮胖子”也有汉子的一面
“矮胖子”大名叫“天和”资源舱 , 一出生便“成团” , 与其它四个小伙伴一起组成了中国空间站工程的首发舱——“天和”核心舱 。 其它四个小伙伴分别是节点舱、小柱段、大柱段和后端通道 , 它们将一起在宇宙中乘风破浪 。
设计师们担心“矮胖子”太胖会影响到“出道” , 于是组建了一支专业的教练团队 , 为它的茁壮成长保驾护航 。
“矮胖子”重4.3吨 , 在最下方撑起了三个重达18吨的小伙伴们 。 因此不管是在地面试验中 , 还是在火箭起飞的上行段 , “矮胖子”是受载最大、最严酷的那一位 。 但在这样严酷的承载条件下 , “矮胖子”的结构重量还要控制在487千克以内 。
【试验|外径是身高的近2倍,“矮胖子”天和资源舱是怎样长成的】经过一遍又一遍分析、计算和科学的指导 , “矮胖子”在体重终于达标后(473千克) , 参加了“航天八院杯”运动会(静力试验) 。
在运动会上 , “矮胖子”必须通过“三项全能”:前臂吊环、腿部吊环、举重比赛 , 才具备奔向太空的基本资格 。 前两项“矮胖子”毫无压力顺利通过 , 最后一项 , 也是最难、最大的考验 。 “矮胖子”需要举起350余吨的杠铃 , 考验全身的力量 , 这主要是为了考验“矮胖子”在火箭上行阶段能否承载3个小伙伴的重量 。
一开始 , “矮胖子”有些紧张 , 热身运动后 , 左右腿感到吃力不均 , 当杠铃加至100吨时 , “矮胖子”的部分皮肤开始凹凸不平;当杠铃加至200吨时 , “矮胖子”多处皮肤凹、凸 , 关节开始嘎吱作响 。 随着杠铃的持续加压 , “矮胖子”的关节越来越响 , 大家担心得要命 。 长得这么俊的娃 , 可别给压坏了!
慢慢的 , 杠铃加至设计载荷 。 “比赛结束 , ‘矮胖子’顺利通过!”观众席上瞬间爆发出热烈的掌声 , “矮胖子”顺利通过了静力试验的考核 。
谁还不是个“娇滴滴”的胖子了?
随着对“矮胖子”的塑造和考验的持续推进 , 教练团们又遇到了一项新难题 。
“矮胖子”和小伙伴们要去乘风破浪 , 需要乘坐代号长征五号B的运载火箭 。 可是 , 到达既定轨道和火箭分离时 , 采用了一种新型的线性分离装置 , 起爆时威力巨大 , 由于胖子身上装有对冲击敏感的元器件 , 它表示有点“疼” 。
这威力到底有多大?第一次分离解锁冲击试验结果显示 , 这威力是神舟飞船、货运飞船等型号冲击载荷的4倍 , 对“矮胖子”的影响范围在0.5米以内 , 也就是说 , 巨大的痛感从脚下向胖子直击而来 。 这么大的分离冲击载荷 , 在八院家族的兄弟姐妹中也是从来没有过的 , 怎么办?
“矮胖子”的教练团们与运载方开始共同着手解决这一问题 。 教练们查阅了大量资料 , 对“矮胖子”身上0.5米高度以内的16台产品 , 根据产品特点、质心位置、安装方式 , 有针对性地实施隔冲击防护 , 相当于给“矮胖子”穿了一层厚厚的防护服 。 历时两年里 , 教练团先后和火箭方联合开展了5次舱箭分离解锁冲击试验 , 终于 , 在第5次试验火工品起爆的那一刻 , 胖子再也不觉得疼了 , 所有指标都控制在标准范围内 。
“矮胖子”距离飞往神秘的太空 , 又向前迈进了一大步 。
“内心”无比强大的胖子
由于核心舱的尾部有和其他航天器对接的需求 , 因此 , 胖子的轨控发动机没有安装在尾端 , 而是在他身体中部采用下陷倾斜安装的方式 , 这也是教练们的第一次尝试 。
这种安装方式 , 导致发动机非常靠近“矮胖子”的皮肤和骨骼 , 还没等“矮胖子”抱怨嫌弃 , 发动机先启动了预警 。 最后 , 教练们不得不切削了胖子的8根“肋骨”(支撑杆) , 割掉了身上8块“皮肤”(蒙皮) , 在手术部位给胖子加了几块“钢板”作为支撑 。 经过局部试验 , 胖子的骨骼性能并没有受到本质影响 , 教练们都大大松了口气 。
就这样 , 教练团陪伴着“矮胖子”经历了八载春秋 , “矮胖子”终于长成一个健壮的少年 。 虽然“外表”并没有太多的变化 , 但通过一次次的锻炼 , 他的“内心”已经被锻造得无比强大 。
2021年4月29日 , “矮胖子”离开了伴随他成长的教练团们 , 一人前往400公里的高空去追寻自己的梦想 , 那也是他从出生起就肩负的使命 , 也是他大放异彩的舞台 。
伴随天和核心舱成功入轨 , 中国空间站建设有了“主心骨” , 未来随着问天、梦天两个实验舱与其对接 , 将形成三舱T型结构的中国空间站 。
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