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創(chuàng)新創(chuàng)想助“夢天”圓夢 精藝精心成天宮“夢”圓

時間:2022年10月31日 信息來源:本站原創(chuàng) 點擊:1477 字體:

10月31日,夢天實驗艙成功發(fā)射。作為中國空間站建設階段發(fā)射的最后一個大型艙體,在夢天實驗艙的制造過程中,航天科技集團五院529廠采用多種新技術、新方法創(chuàng)造了多個“首次”,成功助力夢天實驗艙翱翔天宇,邁出我國空間站全面建成的關鍵一步。

 

化零為整、一體多用

實現(xiàn)“首次對接”精準到位

不同于空間站天和核心艙的星箭對接結構,夢天實驗艙的星箭對接結構首次采用了開放式非密封的鉚接結構,且實驗艙對接段是空間站艙體中尺寸最大的鉚接結構。其對接段的對接孔所在的結構直徑超過4米,看似簡單的幾何尺寸增大,卻給產品研制帶來了大尺寸對接結構變形大、對接孔精度要求更高、結構剛性弱對接難度大等多個加工難題。

 

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對接段尺寸從兩米到四米,難度不僅僅是尺寸的翻倍。要保證對接框不變形和對接框上數(shù)十個孔順利對接,對全過程精度控制提出了極高要求。如何保證對接段裝配不變形且順利對接呢?研制團隊刻苦攻關,開展了大量的縝密計算與論證試驗,創(chuàng)新設計了集鉚接定位、支撐保形于一體的集成裝置,對整個艙體制造全過程的精度進行控制。

 

為了保證對接孔的對接精度,研制團隊經過反復分析測試,通過工藝仿真技術對集成裝置的裝配間隙進行了詳細而全面的分析推演,經過多輪迭代優(yōu)化,確定了一體化集成裝置的裝配間隙,最終實現(xiàn)了夢天實驗艙對接段的高精度對接。

 

基準轉移、攻克精密測量難題

大體格在精雕細琢中誕生

夢天實驗艙中的工作艙艙段近9米長,主要用于安裝艙外應用載荷及平臺設備。為滿足空間姿態(tài)有效控制和載荷的正常運轉,很多設備零件在研制過程中都要嚴格滿足與艙體結構相關的尺寸要求。

 

由于夢天實驗艙尺寸較大,艙體結構上的設備接口尺寸受溫度的影響也會進一步被放大,導致裝調過程中的測量容易出現(xiàn)較大誤差。與此同時,大型艙體制造所需要的空間大,要實現(xiàn)其環(huán)境的長時間恒定溫度難度非常大,因此在既有的條件下無法消除環(huán)境對精度的影響。

 

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為此,工藝人員集思廣益,轉變思路,巧妙提出了一種精測基準轉移的測量方法,依靠數(shù)學矩陣計算原理,通過將高處大尺寸的測量基準,轉變?yōu)榈吞幙刹僮鞯臏y量基準,將調測轉變?yōu)樾》秶珳y,化繁為簡、變高為低、變大為小,從而將高位的測量環(huán)節(jié)轉變?yōu)榭煽慷€(wěn)定的低位測量,最終保證了支架裝配的高精度,成功為夢天實驗艙這個大體格雕琢出一個身形精準的外形,順利保證了艙外載荷的高可靠工作。

 

“化整為零、巧妙分切”

首個電動外艙門驚艷亮相


和以往的手動艙門不同,夢天實驗艙氣閘艙內安裝了由529廠制造的我國首個電動外艙門。為滿足新型電動艙門門體的平穩(wěn)滑移傳動需求,在符合艙體產品嚴苛的重量限制的前提下,需要使用輕量化程度更高的艙內導軌支架,這給制造帶來了極大挑戰(zhàn)。為此,研制團隊反復論證、不斷調研討論,規(guī)避了原有傳統(tǒng)鍛件整體機加的常規(guī)方案,“化整為零、巧妙分切”,創(chuàng)新性地采用了十余個分離體單獨加工再整體連接的工藝方案,將串行改為了并行研制,既降低了研制風險,又有效減少了研制周期。

 

與此同時,為保證艙內導軌支架與艙體球面的高精度貼合,需要在裝配過程中實現(xiàn)低應力的裝配,工藝人員創(chuàng)新設計了空間艙門微重力試驗裝置,既保證了狹小艙內空間多部件不干涉,又通過設計大跨距、可拆裝的桁架結構實現(xiàn)了電動艙門空間質心的精確配平,抵消了重力對測試的影響,確保了產品的制造質量,為電動艙門的順利開閉奠定了基礎。

 

探索浩瀚宇宙、筑夢星辰大海!夢天實驗艙的成功發(fā)射開啟了空間站建設新的篇章!面對我國未來載人航天事業(yè)全新的挑戰(zhàn),五院將持續(xù)拼搏奮斗、創(chuàng)新突破,為我國載人航天工程后續(xù)任務順利開展繼續(xù)貢獻力量!



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