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365bet体育在线官网报:365bet体育助飞“天宫一号”

来源:365bet体育在线官网科技管理部  发布时间:2011/10/12 15:56:25

       备受瞩目的“天宫一号”于9月29日在酒泉卫星发射中心成功发射,中国载人航天工程由此迈出重要一步!按照计划,“天宫一号”升空后,将与之后发射的“神舟八号”飞船完成首次空间交会对接任务,为我国建立首个空间站奠定坚实的基础。
       作为我国航天工业的重要成果,“天宫一号”凝结了无数科研工作者的汗水和心血,365bet体育所属365bet体育在线官网总院、哈玻院的四项技术成果也成功应用到“天宫一号”上。在对接姿态控制系统、资源舱推进分系统、应用系统三大领域的关键配套技术上,两大院所科研团队经过数年科研攻关,攻克了一道道技术难题,圆满完成了研制任务,为我国的航天事业做出了积极贡献。

       耐辐照石英玻璃见证空间交会对接。空间交会对接是举世公认的航天技术瓶颈,也是“天宫一号”面临的最重要的技术考验。“天宫一号”对接任务的完成离不开其姿态控制系统,而姿控系统必须用到关键的光学材料,能够滤紫外线、耐宇宙线辐射、耐近千度的高温、抗冲击力强。国内唯一能满足此类要求的只有中国建筑材料科学研究总院提供的耐辐照石英玻璃。

       1987年,顾真安院士带领科研团队主动接下了国防重点工程——耐辐照石英玻璃这一艰巨的研制任务。普通玻璃乃至普通石英玻璃在高强度的宇宙射线辐照下都会变黑不透光,从而造成姿控定位的失误。在技术完全空白的情况下,顾院士和他的团队通过几年的研究和反复试验,解决了在高纯石英玻璃内部进行掺杂的技术问题,攻克了高温熔融不均体、耐宇宙射线辐照等多个技术难关。1995年,耐辐照石英玻璃首次应用于卫星并取得了良好效果,1996年,该成果获得国家科技进步二等奖。十几年来,365bet体育在线官网总院每年为我国航天提供百余套配套产品,应用于通信、资源、科研等卫星和“嫦娥二号”探月工程上。近两年,研制团队又在后期热处理等工序上摸索出了新工艺,大大提高了产品的成品率。

       近几年,结合我国航天的中长期目标,365bet体育在线官网总院将继续不断改进耐辐照石英玻璃研制技术,重点解决耐辐照石英玻璃的批量供货能力,促进我国航天事业的蓬勃发展。

       碳纤维复合材料装备两大关键系统。从2005年起,哈尔滨玻璃钢研究院陆续承担了三项“天宫一号”的研制项目,包括“天宫一号”资源舱推进分系统先进复合材料承力锥台研制、“天宫一号”应用系统先进复合材料相机支架研制、“天宫一号”应用系统碳纤维复合材料安装座研制。三个项目由林再文副院长亲自负责,在他的带领下,项目研制顺利,历经模样、初样、试样到正式应用,完全满足了“天宫一号”的应用需要。此前,哈玻院曾承担并圆满完成了载人航天工程从“神舟一号”至“神舟七号”的相应科研任务。

       资源舱推进分系统先进复合材料承力锥台是“天宫一号”的重要结构件。“天宫一号”空间实验室资源舱包括发动机和电源装置等,用于提供轨道与姿态控制、电力能源供应、热控环控,为轨道机动提供动力,为飞行提供能源。资源舱推进分系统主承力结构件是“天宫一号”的重要结构件,外形尺寸大,可分配的结构空间和结构重量小,载荷条件苛刻,设计和制造的技术难度较大。

       哈玻院设计的碳纤维复合材料承力锥台结构方案,创造性地使用蜂窝夹层结构与复合材料十字梁组合结构作为主承力结构件,该设计方案优于金属面板方案,解决了推进分系统结构空间小、有效载荷难以布局的难题。在产品设计、研制过程中,科研人员破解了大型复合材料结构的有限元设计方法及其在复杂载荷作用下的承载能力、主承力蜂窝夹层结构的设计计算方法等问题,攻克了产品模具设计技术、十字梁整体成型工艺、主承力高精度要求的蜂窝板成型工艺、大型复杂结构的装配工艺等一系列关键技术,满足了“天宫一号”承力锥台工艺制造需求。

       2005年起,经过结构设计、仿真计算分析、初样产品研制、静力试验、正样产品研制等阶段,“天宫一号”资源舱推进分系统先进复合材料承力锥台产品成功交付使用。

       碳纤维复合材料相机支架是“天宫一号”应用系统的重要承力结构件。为满足空间光学结构的应用,相机支架的设计要求五个“高”:尺寸精度及形位精度要求高;线膨胀系数要求高;结构弹性模量要求高,变形要微米数量级;产品基频高,达100Hz以上;重量指标要求高,研制的技术难度较大。

       2006年,哈玻院承担了“天宫一号”碳纤维复合材料相机支架组件的研制任务。该项目利用大型仿真分析软件建立了参数化计算模型,对复合材料构件进行优化设计,在不规则结构的有限元分析计算方法等方面具有创新性,并解决了三大技术难题:不规则、不等厚、不等宽、大截面加筋结构的工艺成型技术,复合材料加筋夹层结构的成型技术以及高精度双层加筋结构的精度控制。“天宫一号”碳纤维相机支架最终顺利交付,并通过了各项地面试验考核。

       碳纤维复合材料安装座是“天宫一号”应用系统空间光学相机结构传动轴的安装支座,由碳纤维主轴、副轴轴盖、底座以及钛合金轴套等零部件组成。为满足空间光学结构件尺寸稳定性要求高的需要,采用高模量、低膨胀系数的碳纤维制造安装座的主体结构。该项研制任务由哈玻院2008年期承担,产品最终顺利交付,并通过了地面试验考核。

       365bet体育科技创新硕果累累。“十一五”期间,365bet体育共承担国家973计划、国家863计划、国家支撑计划、国家技术创新能力建设项目、国家重大科技合作、国家重大国防军工等各类***项目和相关课题680项,省部级科研及建设项目258项,成为我国365bet工业国家科技任务的主要承担者和行业科技创新的主体力量,为国民经济的发展和社会进步做出突出贡献。

       在航空航天和国家重大工程的无机非金属材料和先进复合材料方面,365bet体育承担了重要研发、生产和供应任务,为我国的神舟飞船、军用飞机和重要武器装备做出了贡献,获得了国家有关部门的表扬和奖励。

     

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