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揭秘！我國航天史上首個(gè)電動(dòng)艙門

發(fā)布時(shí)間：2023-04-20 16:40:13 文章來源：中國航天科技集團(tuán)

在夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙氣閘艙，由中國航天科技集團(tuán)有限公司五院傾力打造的我國航天史上首個(gè)電動(dòng)艙門，也是世界航天史中首次在空間站中使用電驅(qū)動(dòng)自動(dòng)開

在夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙氣閘艙，由中國航天科技集團(tuán)有限公司五院傾力打造的我國航天史上首個(gè)電動(dòng)艙門，也是世界航天史中首次在空間站中使用電驅(qū)動(dòng)自動(dòng)開關(guān)的密封電動(dòng)艙門，為我國航天員在軌安裝艙外設(shè)備提供了有力支持。

它的自動(dòng)打開功能可為超大貨物的自動(dòng)出艙提供通道，并在此前的貨物出艙任務(wù)中多次開啟，為我國空間站建造任務(wù)添加上濃墨重彩的一筆。

(資料圖)

想要制造這樣一個(gè)“個(gè)頭”更大、功能更強(qiáng)的新型艙門并不容易，面對(duì)全新的結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)難題，五院529廠迎難而上、攻堅(jiān)克難，憑借在空間站艙門研制方面豐富的經(jīng)驗(yàn)，順利完成了制造任務(wù)。

化曲為直

攻克加工新難題

夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的電動(dòng)艙門采用全新的結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，是空間站各艙門中研制難度最大、周期最長的艙門。

不同于圓形、平面密封結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)艙門，電動(dòng)艙門首次采用方形、曲面密封結(jié)構(gòu)，這種全新的結(jié)構(gòu)給艙門制造帶來了大尺寸曲面密封結(jié)構(gòu)的精度要求更高、門體各處的壁厚尺寸差異性更大等一系列加工難題。

面對(duì)這些亟待解決的難題，艙門制造團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了大量技術(shù)攻關(guān)。針對(duì)門體各處的壁厚尺寸差異性的難點(diǎn)，設(shè)計(jì)了柔性自適應(yīng)刀具，最終實(shí)現(xiàn)了大尺寸曲面密封結(jié)構(gòu)高精度輪廓加工，攻克了加工過程的難題。

以柔動(dòng)剛

挑戰(zhàn)裝調(diào)高水平

夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙電動(dòng)艙門里還有一根特殊的“繩子”，別小看這根小小的繩子，作為繩系牽引機(jī)構(gòu)，它可是實(shí)現(xiàn)艙門開關(guān)的重要部分，電動(dòng)艙門正是通過這個(gè)繩子進(jìn)行開關(guān)門操作的。它是一種具有極高強(qiáng)度的非金屬繩，在相同重量下，它的拉伸強(qiáng)度是生活中普通鋼絲的6倍，真可謂是“以柔動(dòng)剛”。

但是怎么能讓這個(gè)柔軟的繩子在“不緊繃”“不松弛”的狀態(tài)下準(zhǔn)確拉動(dòng)艙門運(yùn)動(dòng)呢？經(jīng)過多輪迭代修正，團(tuán)隊(duì)最終實(shí)現(xiàn)了雙層聯(lián)動(dòng)繩系的精確控制和安裝，使驅(qū)動(dòng)組件電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)均能對(duì)艙門施加作用力，順利實(shí)現(xiàn)了艙門自動(dòng)開閉的功能。

不同于生活中的平面構(gòu)型的門框，電動(dòng)艙門門框是在一個(gè)圓柱面上，要在這種圓柱面上關(guān)門，需要對(duì)關(guān)閉力度掌握得爐火純青，才能夠滿足艙體內(nèi)的密封要求，同時(shí)又確保開啟時(shí)的順暢無卡頓。這就需要嚴(yán)格控制艙門密封圈的壓縮率，保證其受力均勻一致。為此，艙門制造團(tuán)隊(duì)通過數(shù)據(jù)仿真分析，提出方案解決了難題。

以虛代實(shí)

保證試驗(yàn)更準(zhǔn)確

電動(dòng)艙門在地面上裝配完成后，還需要驗(yàn)證太空中零重力環(huán)境下艙門的開關(guān)運(yùn)行情況，那怎么驗(yàn)證它能否滿足太空環(huán)境使用需求呢？

要模擬艙門處于零重力的狀態(tài)，就需要將它的重力平衡掉，從而驗(yàn)證太空環(huán)境中的開閉狀態(tài)和密封狀態(tài)。為此，需要將電動(dòng)外艙門與氣閘艙聯(lián)合開展密封試驗(yàn)，工藝人員創(chuàng)新設(shè)計(jì)了空間微重力試驗(yàn)裝置，解決了難題；另外，在試驗(yàn)時(shí)，艙體處于封閉狀態(tài)無法實(shí)時(shí)觀察艙內(nèi)情況，艙門制造團(tuán)隊(duì)提出了無線傳輸?shù)目梢暬瘷z測(cè)方法，在關(guān)門狀態(tài)下，也可以實(shí)現(xiàn)艙內(nèi)狀態(tài)可視化的監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)連續(xù)傳遞統(tǒng)計(jì)。

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