外徑是身高的近2倍,「矮胖子」天和資源艙是怎樣長成的

原標題:外徑是身高的近2倍,「矮胖子」天和資源艙是怎樣長成的

2021年4月29日11時23分,中國航天科技集團有限公司研製的長征五號B遙二運載火箭在海南文昌航天發射場一飛衝天,成功將中國空間站天和核心艙精準送入預定軌道,發射任務取得圓滿成功。

天和核心艙由節點艙,大、小柱段,後端通道和資源艙組成,將為航天員提供太空科學和居住環境,支持長期在軌駐留,它的壽命可達15年,並可通過維修進一步延長壽命。趁著「五一」假期,中國航天科技集團八院805所研製團隊向公眾披露了天和資源艙的研製過程——「矮胖子」原來是這樣長成的。

作為中國航天科技集團八院推進艙大家族裡的新成員,六年前,當「矮胖子」從 「產房」里被緩緩推出來的時候,設計師被嚇了一跳,平時掛在嘴上的參數隨便說說簡直不要太輕鬆:高2100mm,外徑Φ4100mm。但設計師見到「矮胖子」的瞬間,還是語塞了。良久,設計師緩過神來:這麼大!

「矮胖子」也有漢子的一面

「矮胖子」大名叫「天和」資源艙,一出生便「成團」,與其它四個小夥伴一起組成了中國空間站工程的首發艙——「天和」核心艙。其它四個小夥伴分別是節點艙、小柱段、大柱段和後端通道,它們將一起在宇宙中乘風破浪。

設計師們擔心「矮胖子」太胖會影響到「出道」,於是組建了一支專業的教練團隊,為它的茁壯成長保駕護航。

「矮胖子」重4.3噸,在最下方撐起了三個重達18噸的小夥伴們。因此不管是在地面試驗中,還是在火箭起飛的上行段,「矮胖子」是受載最大、最嚴酷的那一位。但在這樣嚴酷的承載條件下,「矮胖子」的結構重量還要控制在487千克以內。

經過一遍又一遍分析、計算和科學的指導,「矮胖子」在體重終於達標后(473千克),參加了「航天八院杯」運動會(靜力試驗)。

在運動會上,「矮胖子」必須通過「三項全能」:前臂吊環、腿部吊環、舉重比賽,才具備奔向太空的基本資格。前兩項「矮胖子」毫無壓力順利通過,最後一項,也是最難、最大的考驗。「矮胖子」需要舉起350餘噸的杠鈴,考驗全身的力量,這主要是為了考驗「矮胖子」在火箭上行階段能否承載3個小夥伴的重量。

一開始,「矮胖子」有些緊張,熱身運動后,左右腿感到吃力不均,當杠鈴加至100噸時,「矮胖子」的部分皮膚開始凹凸不平;當杠鈴加至200噸時,「矮胖子」多處皮膚凹、凸,關節開始嘎吱作響。隨著杠鈴的持續加壓,「矮胖子」的關節越來越響,大家擔心得要命。長得這麼俊的娃,可別給壓壞了!

慢慢的,杠鈴加至設計載荷。「比賽結束,『矮胖子』順利通過!」觀眾席上瞬間爆發出熱烈的掌聲,「矮胖子」順利通過了靜力試驗的考核。

誰還不是個「嬌滴滴」的胖子了?

隨著對「矮胖子」的塑造和考驗的持續推進,教練團們又遇到了一項新難題。

「矮胖子」和小夥伴們要去乘風破浪,需要乘坐代號長征五號B的運載火箭。可是,到達既定軌道和火箭分離時,採用了一種新型的線性分離裝置,起爆時威力巨大,由於胖子身上裝有對衝擊敏感的元器件,它表示有點「疼」。

這威力到底有多大?第一次分離解鎖衝擊試驗結果顯示,這威力是神舟飛船、貨運飛船等型號衝擊載荷的4倍,對「矮胖子」的影響範圍在0.5米以內,也就是說,巨大的痛感從腳下向胖子直擊而來。這麼大的分離衝擊載荷,在八院家族的兄弟姐妹中也是從來沒有過的,怎麼辦?

「矮胖子」的教練團們與運載方開始共同著手解決這一問題。教練們查閱了大量資料,對「矮胖子」身上0.5米高度以內的16台產品,根據產品特點、質心位置、安裝方式,有針對性地實施隔衝擊防護,相當於給「矮胖子」穿了一層厚厚的防護服。歷時兩年裡,教練團先後和火箭方聯合開展了5次艙箭分離解鎖衝擊試驗,終於,在第5次試驗火工品起爆的那一刻,胖子再也不覺得疼了,所有指標都控制在標準範圍內。

「矮胖子」距離飛往神秘的太空,又向前邁進了一大步。

「內心」無比強大的胖子

由於核心艙的尾部有和其他航天器對接的需求,因此,胖子的軌控發動機沒有安裝在尾端,而是在他身體中部採用下陷傾斜安裝的方式,這也是教練們的第一次嘗試。

這種安裝方式,導致發動機非常靠近「矮胖子」的皮膚和骨骼,還沒等「矮胖子」抱怨嫌棄,發動機先啟動了預警。最後,教練們不得不切削了胖子的8根「肋骨」(支撐桿),割掉了身上8塊「皮膚」(蒙皮),在手術部位給胖子加了幾塊「鋼板」作為支撐。經過局部試驗,胖子的骨骼性能並沒有受到本質影響,教練們都大大鬆了口氣。

就這樣,教練團陪伴著「矮胖子」經歷了八載春秋,「矮胖子」終於長成一個健壯的少年。雖然「外表」並沒有太多的變化,但通過一次次的鍛煉,他的「內心」已經被鍛造得無比強大。 

2021年4月29日,「矮胖子」離開了伴隨他成長的教練團們,一人前往400公里的高空去追尋自己的夢想,那也是他從出生起就肩負的使命,也是他大放異彩的舞台。

伴隨天和核心艙成功入軌,中國空間站建設有了「主心骨」,未來隨著問天、夢天兩個實驗艙與其對接,將形成三艙T型結構的中國空間站。

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