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神舟七号伴飞小卫星传图达千余幅(组图)
举世瞩目的神舟七号载人飞船已成功发射。业内人士认为,“神七”的技术突破将令中国抢占国际商业航天市场的更多份额,近五年来航天军工行业总资产和主营业务收入规模的持续快速增长也表明,航天军工企业的产业升级已经实现了市场化改制与外延式增长的新模式。

“解构”神舟七号
此前曾有多位航天经济专家表示,在航天产业每投入1元,即可得到高达8-12元的带动效益,估算中国航天产业规模可达到数千亿。神舟七号的发射成功,无疑将成为拉动中国航天经济产业发展的重要力量,“神七”突破的火箭、载人航天以及太空行走等高新技术,将令中国抢占国际商业航天市场的更多份额。
神七成功飞天,几大特殊装备功不可没。慧聪网编辑为您揭开其神秘面纱。
数百套轴承内径小如黄豆粒儿精巧轴承控“姿态”
轴承虽小,但在航天器飞行中却起着不可或缺的作用。作为火箭和飞船伺服系统支撑传动和承受载荷的关键部件,安装在各个节点和连接处的小小轴承,对控制火箭飞行姿态影响很大。如果轴承出现故障或失去作用,火箭就会偏离正常轨道。继先后为神舟五号、神舟六号提供几十种配套轴承后,哈尔滨轴承集团再一次助力我国航天工程事业,为神舟七号载人飞船的研制及最后升空提供了7种型号、数百套专用轴承。哈轴为“神七”配套的轴承,最小的内孔直径仅有几毫米,只有黄豆粒儿大,最大的轴承内孔直径也不过几十毫米。而加工精度要求却特别高,圆和角的误差都以千分之几计算,而且要经过数十道精准的工序。尤其是为“神七”生产的多种关节轴承,因为需要万向转动,对内槽球体表面的润滑性能要求相当高。为了保证其性能,哈轴在国内第一次采用了双脉冲镀银技术等先进技术。
作为全国最早和最大的军工轴承生产基地,哈轴集团的发展历经风风雨雨,但他们奉献祖国航天事业的精神却始终如一。航天轴承的特点是材料特殊、工艺复杂、精度较高。针对这些特点和实际需要,哈轴在技术改造和检测设备上的投入始终没有间断,研发水平一直走在国内前列。从“长征二号”捆绑式火箭到“神舟”系列飞船,哈轴目前已经为我国的航天产品配套生产了十几个型号、数千套的轴承,成为我国载人航天工程专用轴承的定点配套企业。
神七航天员的“铁骨”
为减轻重量,包括承重的结构性部件在内,神舟系列飞船使用的复合型材料越来越多,这些材料都需要用胶来粘贴,这使得胶粘剂的地位越来越重要。在中国重大的航空航天工程中,都有省石油化学研究院的名字。
撕碎了被粘接物,也撕不开胶粘部位
神舟七号发射成功,胶粘剂产品作为连接工具起着不容忽视的作用。一旦粘接不牢,飞船就会发生部件飞离情况,后果不堪设想。为确保产品质量,省石化院于两年前对制胶关键设备投资200万元进行了改造和更新,并严格把好产品质量关,按时保质保量完成批量产品生产任务。
那么,神舟七号飞船各材料部件粘接得有多牢固?早在神舟五号发射时就已证明,即使撕碎了被粘接物,也撕不开胶粘部位。据介绍,自1993年承担“神舟”飞船特种结构胶粘剂的研制任务,经过十余年的精心研制和刻苦攻关,省石化院已有10余种特种结构胶粘剂成功用于神舟五号、神舟六号、神舟七号载人航天飞船的天线、地板、座舱及太阳能电池、返回舱、支架、仪器舱等关键部位,满足了航空航天领域高强度、低挥发、耐高低温、耐老化、耐盐雾、耐疲劳等一系高标准要求,确保了飞船在复杂的太空环境中能安全行驶,多次受到航天科技集团、中国空间技术研究院等单位嘉奖。
零起步 自主研发宇航服预浸料
省石化院胶粘剂工程研究中心副主任曲春艳对记者说,2004年,石化院承担了神舟七号舱外航天服的头盔、挂包下壳体及边条的复合材料预浸料的配套研究工作。鉴于该类材料在耐温性、环境适应性及力学性能上要满足太空环境特殊要求,课题组在研制之初就制定了先进的热熔法工艺制预浸料的方案。但由于技术保密,可借鉴的国内外资料少,在短短一年多研制周期里,研究人员不得不从大量的基础工作做起,这其中既需要高分子合成、物理化学、分析化学等化学领域的知识,又需要预浸料工艺研究知识的经验和积累,还需要热熔法设备制造、自动化控制等一系列的跨学科的机械领域知识。凭着对事业的执著,立足未来复合材料预浸料的发展需要,课题组攻克了一个又一个难关,最终研制成功了符合要求的预浸料。目前,用这种预浸料研制的“神七”舱外航天服头盔、挂包下壳体、边条满足了设计要求。
预浸料应用到航天服上有什么作用呢?曲春艳介绍说,形象地说,制作航天服用的特殊材料就像盖楼用的预制板由钢筋水泥复合而成一样。硬化后摸上去就像建筑工人的安全帽一样,但二者强度却无法相比。在高真空状态下,有一点点微小颗粒都会被吸出来,所以预浸料确保不能释放出小分子物质,确保航天员绝对安全。
碳石墨材料
耐高温不变形
记者从哈尔滨电碳厂获悉,该厂为“神七”配套生产的耐高温、不变形的航空用碳石墨材料应用于运载火箭的密封和逃逸系统,对火箭的正常运行起着至关重要的作用。
有着50年历史的哈电碳厂已经成为国家航空航天用石墨材料的设计、开发、研制和生产定点单位,该厂研制生产了多种拥有自主知识产权的碳石墨材料,多次受到上级机关的表彰和嘉奖。为了完成配套任务,哈电碳厂根据航天石墨的技术指标,有针对性地进行了技术改造。经过两年的不懈努力,他们采用新工艺研制生产的高质量、高可靠性的航空航天用碳石墨材料圆满达到了设计要求。
碳复合材料结构件
30公斤结构件载荷20吨
自身仅30多公斤,载荷却重达20吨,哈玻璃钢研究院自主研制的承力结构件为国内外载人飞船上使用的尺寸最大、开口最大的碳纤维复合材料承力结构件,承重能力毫不逊色于国外航天器上应用的铝合金材料构件。
最薄地方不过1毫米
据专家介绍,“神七”飞船的研制过程中,哈玻璃钢研究院自主研制的碳复合材料结构件,被用在了飞船推进系统的变轨发动机、氧化剂储箱、燃料储箱等关键设备的安装上,是国内外载人飞船上使用的尺寸最大、开口最大的碳纤维复合材料承力结构件,但其自重却只有30公斤,最薄的地方不过1毫米。作为飞船推进舱的主要承力构件,附着在它内部、四壁和顶部的共有4个推力发动机、4个燃料储箱和7个气瓶。除了这些外还要承受轴向和水平方面的过载,加起来相当于20吨的载荷,而它本身却只有30多公斤。
为飞船减重三成以上
哈尔滨玻璃钢研究院为我国载人航天工程的指定配套单位,是我国高性能复合材料设计制造领军单位。为了给“神舟”系列飞船提供比常规材料轻30%、过载高达12个G的新型复合材料,院里科研、工程技术人员仅在结构设计上就用了整整一年时间。
从“神一”到“神七”,哈尔滨玻璃钢研究院拥有自主知识产权的碳纤维复合材料结构件已成为指定产品。因为可以将飞船结构的质量减轻三成以上,飞船即使在温度激烈交变的环境下,结构尺寸和推力也依然稳定如初。
20余种传感器监测航天员生理指标
“神舟”系列飞船上安装的传感器,就像人的感觉神经一样,需要在第一时间对航天员的呼吸、脉搏、体温等生理参数和飞船升空、运行、返回等多项飞行参数进行测量和控制,并及时传回指挥控制中心,中心再根据这些信息发出指令控制相关设备。中国电子科技集团公司第49研究所负责人对记者说,经过几代人的共同努力,49所先后为“神舟”系列飞船研制、配套生产了数十种传感器,提供产品数千套,为飞行安全和航天员生命安全提供了有力保障。
49所传感器遍布飞船各个舱段
据介绍,从航天员手腕到飞船各个舱段,第49所配套的传感器遍布神舟七号飞船。这些传感器不间断地向地面指控中心传送航天员的呼吸、脉搏、心跳等各项生命与环境指标。同时,它们还不间断地监测飞船内部的压力、总压,确保飞船科学试验工作环境的安全。
49所为“神七”系列配套的传感器20余种,提供产品数百套,有控制航天员生活环境的传感器,有环境测量用的传感器,有航天员生理监测用的传感器,还有航天员舱外服使用的环境监测和生理指标监测用的传感器。这些传感器均为保证航天员生命安全作出贡献。