太方便!梦天实验舱装上了“电动门”

   2023-05-09 380
核心提示:在35天的试验周期中,试验团队反复对舱体进行充气减压和开闭舱门,共计450次循环,以模拟电动外舱门在太空环境中的密封性能,确保“电动门”在太空家园中能够良好安全地使用。与传统的圆形、平面密封结构的舱门不同,电动外舱门首次采用方形、曲面密封结。

客户端|记者刘素雅通讯员杨静王天明陈远

10月31日,蒙恬实验舱的发射任务取得圆满成功。在蒙恬实验舱上,航天科技集团五院529厂做了一个更大更强的电动外舱门,这是中国航天史上第一个“自动门”,也是世界航天史上第一个在空间站使用的带电动自动开关的密封舱门。其自动开启功能将为超大货物的自动退出提供通道。

“电动门”采用了全新的结构和机构设计,是空间站中难度最大、最长的门。与传统的圆形、平面密封结构的舱门不同,电动外舱门首次采用方形、曲面密封结构,为舱门加工带来了诸多加工难题:大尺寸曲面密封结构精度更高,门体壁厚、尺寸差异更大,绳槽内表面质量更苛刻。

舱口制造团队为舱口金属体选择了新的工艺方案,不同于以往的舱口加工成型方式,需要对厚铝板进行滚压弯曲。为了保证外弧面的轮廓,技术人员通过模拟技术优化回弹系数,通过多轮迭代确定成形参数,从而精确控制成形变形和回弹。针对门体不同部位壁厚、尺寸差异大的难点,设计了柔性自适应刀具,最终实现了大尺寸曲面密封结构的高精度轮廓加工,克服了加工过程中的难题。

具有极高强度的非金属绳索成为绳索牵引机构的重要组成部分,是门启闭的重要部件。在同等重量下,这种绳子的抗拉强度是普通钢丝的6倍。用绳子开门的设计确实很特别,但是如何让这根软绳子准确的拉动门,不紧张也不松弛,这是一个全新的挑战。在装配前,舱门制造团队详细计算了驱动舱门开闭的绳索系统中各缠绕轮的运动距离,得出了绳索系统的张力变化曲线。同时,设计了专用拖缆系统夹具,并首次在舱外进行了试装配。检测合格后,转入舱内安装。经过几轮迭代校正后, 最终实现双层联动绳系统的精确控制和安装,使驱动组件的电机正转和反转都能对舱门施力,成功实现了舱门的自动开闭功能。

要关上蒙恬实验舱圆柱面上的门,必须掌握力量。为了满足舱内的密封要求,保证开启顺畅不卡涩,需要严格控制舱门密封圈的压缩比,保证其受力均匀。通过曲面密封状态的数据模拟分析,技术人员提出了上门框与门体密封面匹配的方案;为了避免上下导轨错位造成机构卡死,提出上导轨跟随门体沿下导轨的轨迹来确定具体位置。

为了保证“电动门”在太空中能关闭严密不漏风,必须在地面做好测试验证工作。在35天的试验周期中,试验团队反复对舱体进行充气减压和开闭舱门,共计450次循环,以模拟电动外舱门在太空环境中的密封性能,确保“电动门”在太空家园中能够良好安全地使用。

 
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