中國已建成空間交會(huì)對接機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)生產(chǎn)試驗(yàn)體系

　　今日凌晨神舟八號(hào)和天宮一號(hào)交會(huì)對接取得成功。中國載人航天工程新聞發(fā)言人武平稱，經(jīng)過十幾年的努力，中國已經(jīng)建成了一套對接機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、試驗(yàn)體系，研制過程中，突破了一系列關(guān)鍵技術(shù)，累計(jì)地面試驗(yàn)有1000多次。

　　國務(wù)院新聞辦2011年11月3日舉行新聞發(fā)布會(huì)，由中國載人航天工程新聞發(fā)言人武平介紹天宮一號(hào)/神舟八號(hào)交會(huì)對接試驗(yàn)有關(guān)情況。

　　武平介紹，目前國際上使用比較多的對接機(jī)構(gòu)有兩類：一類是用于美國航天飛機(jī)上的，叫做異體同構(gòu)周邊式的對接機(jī)構(gòu)。另一類是用于俄羅斯飛船和歐洲ATV飛船上的，叫做“錐-桿”式對接機(jī)構(gòu)。這兩類對接機(jī)構(gòu)都是俄羅斯生產(chǎn)的。我國的對接機(jī)構(gòu)采用的是導(dǎo)向板內(nèi)翻式的異體同構(gòu)周邊式構(gòu)型。中國從90年代中就開始了對接機(jī)構(gòu)的預(yù)先研究工作，研制的早期階段大概是2000年左右的時(shí)間，中國曾經(jīng)和俄羅斯進(jìn)行過方案性的技術(shù)交流。而后便開始了自主的工程研制。經(jīng)過十幾年的努力，中國已經(jīng)建成了一套對接機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、試驗(yàn)體系，研制過程中，突破了一系列關(guān)鍵技術(shù)，累計(jì)地面試驗(yàn)有1000多次。

　　武平稱，去年10月，中國自己生產(chǎn)的第一個(gè)正樣飛行產(chǎn)品完成了生產(chǎn)，目前分別裝在了神舟八號(hào)飛船上和天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器上。這也使我國成為了世界上能夠獨(dú)立研制、生產(chǎn)對接機(jī)構(gòu)的國家之一。從技術(shù)上講，對接機(jī)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，主要有幾個(gè)方面：

　　——系統(tǒng)組成非常復(fù)雜。它是一個(gè)非常復(fù)雜的機(jī)電一體的設(shè)備，由數(shù)百個(gè)傳感器、上千個(gè)齒輪、數(shù)萬個(gè)零件組成，通過電機(jī)、控制器來驅(qū)動(dòng)和控制它。

　　——它的功能和性能要求很高。可想而知，兩個(gè)重達(dá)八噸多的飛行器在空間的軌道上即便是以很小的相對速度來接觸，碰撞能量也是很大的。對接機(jī)構(gòu)又要保證相互之間能夠牢固地抓住，同時(shí)還要能夠吸收掉碰撞的能量。打個(gè)比方，比如兩個(gè)彈簧相碰撞的時(shí)候，如果彈簧太硬了，一碰就被彈開了，如果太軟了，彈簧能量沒有被吸收掉就沖到底了。所以既要保證它有足夠的柔性、柔軟度，又要有一定的吸收能量的能力。而且對接機(jī)構(gòu)既要能夠保證把兩個(gè)飛行器剛性地連接在一起，還要保證它的密封，同時(shí)還要能夠順利地分開，設(shè)計(jì)上要平衡好參數(shù)的選擇。

　　——地面試驗(yàn)的難度很大。我們要在地面盡量地創(chuàng)造一系列試驗(yàn)條件來模擬對接機(jī)構(gòu)在太空的失重、高低溫、真空環(huán)境，在這種條件下做試驗(yàn)才能最真實(shí)地反映它的功能和性能。要在地面模擬這種環(huán)境，建立這種設(shè)施和設(shè)備，難度也是很大的。

　　武平介紹，為了攻克這些技術(shù)關(guān)鍵，研制單位做了很多努力。比如在設(shè)計(jì)中科技人員用仿真先行，通過仿真計(jì)算設(shè)計(jì)一個(gè)虛擬樣機(jī)，實(shí)際就是數(shù)字對接機(jī)構(gòu)，進(jìn)行大量仿真計(jì)算。這樣做一方面優(yōu)化了設(shè)計(jì)，因?yàn)檫@樣改動(dòng)起來也比較容易，選擇參數(shù)相對來講減少了實(shí)物投產(chǎn)，縮短了研制周期，當(dāng)然也節(jié)省了經(jīng)費(fèi)。這種仿真先行的辦法在對接機(jī)構(gòu)參數(shù)的選取上發(fā)揮了很重要的作用。

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[責(zé)任編輯：吳怡]