據中國載人航天工程辦公室消息,經空間實驗室飛行任務總指揮部研究決定,瞄準4月20日19時41分發射天舟一號貨運飛船。天舟一號是載人空間站工程的重要組成部分,主要任務是為載人空間站(空間實驗室)運送貨物和推進劑等物資,并將空間站廢棄物帶回大氣層燒毀。
外觀上看天舟一號貨運飛船的構造類似于天宮一號,都是由大直徑的貨物艙和小直徑的推進艙組成,貨物艙用于裝載貨物,推進艙為整個飛船提供電力和動力及裝載補加推進劑,但是這只是表象,其實天舟一號內部有大大的玄機,天舟一號作為裝載航天員快遞的大力士,物資上行能力超過6噸,接近是天宮一號的2倍,高于俄羅斯研制的進步號M型和美國的天鵝座飛船擴展型。以公開數字為準,天舟一號的載貨比同樣高于日本和歐洲的貨運飛船。天舟一號高效承載有何秘籍?我們就來探秘其間最重要的兩把利器。
利器一:簡約而不簡單的貨架
對于天舟一號實現的大承載,內部采用的高效承載貨架設計功不可沒。表面上看,這貨架和普通的書架類似,但其細節和構型都是經過多輪分析討論的結果,貨架采用一種基于蜂窩板、碳纖維立梁的梁板結構,形成大量的標準裝貨單元,傳力效果好,結構與貨物重量比達到8%。同時,采用適用于蜂窩板的預埋封邊梁方法,巧妙地消除蜂窩板結構銳邊,既避免劃傷人手,又解決了邊緣薄弱、易破壞的的問題。為了不斷挑戰承載極限,設計師還精心設計了一種大承載輕量化預埋結構,既能適應傳統剛性結構安裝,又能適應柔性束縛帶的連接承載,經過測試,三個這種預埋結構就可以承載一臺豪華轎車。此外,大承載貨架結構與密封艙主結構的連接環節也是結構設計一大亮點,碳纖維結合鋁合金的設計,避免了在軌環境下內壓載荷對結構造成的破壞。這一項項先進、便利的技術成就了高效承載的貨架結構,保證天舟一號穩固地運送貨物。
利器二:適應多種貨物的貨包
由于天舟一號要運送的物資中有許多精密的儀器設備和宇航員用品,發射段受力又大,生怕磕碰,因此只用高強度的貨架可不行,對于敏感的電子器件、機械硬件系統以及其它生活物資等通常采用“軟包裝”或類似方法來實現裝載、運送。這種“軟包裝”與傳統的硬連接不同,它是包裹在泡沫或氣囊袋里面,再一起固定在貨架上,而不是直接與運載工具的內部貨架結構相連接。由于“軟包裝”為裝載對象提供了一個柔軟的、高阻尼的、分布式系統的支撐,可以獲得一個高度隔離/減振的載荷環境,也為貨物的上行運輸提供了更好的適應性和合理的貨包綁扎方式。貨包設計過硬不行,容易對貨架進行磕碰,過軟也不行,不能有效保護貨物。為了確定貨物綁扎方式,結構和總裝的人員在試驗現場一待就是三個月,終于確定了綁扎方式和內部泡沫的設計。(來源:人民網)