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我国******!梦天舱“电动门”助力货物高效进出舱
更新时间:2023-09-19 14:27:21 字号:T|T
在梦天实验舱气闸舱,由航天科技集团五院倾力打造的我国航天************电动舱门,也是世界航天史中******在空间站中使用电驱动自动开关的密封电...
在梦天实验舱气闸舱,由航天科技集团五院倾力打造的我国航天************电动舱门,也是世界航天史中******在空间站中使用电驱动自动开关的密封电动舱门,为我国航天员在轨安装舱外设备提供了有力支持。它的自动打开功能可为超大货物的自动出舱提供通道,并在此前的货物出舱任务中多次开启,为我国空间站建造任务添加上“浓墨重彩”的一笔。

  然而,想要制造这样一个“个头”更大、功能更强的新型舱门并不容易,面对全新的结构和机构设计难题,五院529厂迎难而上、攻坚克难,凭借在空间站舱门研制方面丰富的经验,顺利完成了制造任务。

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化曲为直,攻克加工新难题

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  梦天实验舱的电动舱门采用全新的结构和机构设计,是空间站各舱门中研制难度******、周期***长的舱门。

  不同于圆形、平面密封结构的传统舱门,电动舱门******采用方形、曲面密封结构,这种全新的结构给舱门制造带来了大尺寸曲面密封结构的精度要求更高、门体各处的壁厚尺寸差异性更大等一系列加工难题。面对这些亟待解决的难题,舱门制造团队必须进行技术攻关,才有可能实现新的突破。

  为此,舱门制造团队对舱门的金属本体进行了深入研究分析,经过深入的工艺论证,针对舱门的金属主体选用了新型的工艺方案,这种工艺方法不同于以往的舱门加工和成形模式,需要对大厚度铝板进行滚弯。为了******外弧面的轮廓度,技术人员通过仿真技术优化回弹系数,经过多轮迭代确定成形参数,对成形变形和回弹情况进行了******控制。针对门体各处的壁厚尺寸差异性的难点,设计了柔性自适应刀具,***终实现了大尺寸曲面密封结构高精度轮廓加工,攻克了加工过程的难题。
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以柔动刚,挑战装调高水平

  梦天实验舱电动舱门里还有一个特殊的“绳子”,别小看这根小小的绳子,作为绳系牵引机构,它可是实现舱门开关的重要部分,电动舱门正是通过这个绳子进行开关门操作的。它是一种具有极高强度的非金属绳,在相同重量下,它的拉伸强度是生活中普通钢丝的6倍,真可谓是“以柔动刚”。

  但是怎么能让这个柔软的绳子在“不紧绷”“不松弛”的状态下******拉动舱门的运动呢?针对这个难题,团队在装配前,详细计算驱动门开闭的绳系中各个缠绕轮的运动距离,获得绳系的张紧力变化曲线。同时设计了专用牵引绳系的工装,先在舱外开展试装,检测合格后,再整体转移到舱内安装。经过多轮迭代修正,***终实现了双层联动绳系的******控制和安装,使驱动组件电机的正转、反转均能对舱门施加作用力,顺利实现了舱门自动开闭的功能。

  不同于生活中的平面构型的门框,电动舱门门框是在一个圆柱面上,要在这种圆柱面上关门,需要对关闭力度掌握得“炉火纯青”,才能够满足舱体内的密封要求,同时又确保开启时的顺畅无卡顿。这就需要严格控制舱门密封圈的压缩率,******其受力均匀一致。为此,舱门制造团队通过对曲面密封状态进行数据仿真分析,提出了舱体上门框与门体密封面匹配的方案,解决了******控制密封压缩率的难题。另外,为避免上、下导轨错位而出现的机构卡死状况,技术人员反复研究,***终提出了上导轨随动门体沿下导轨运行的轨迹来确定具体位置的方案。装调期间,研究团队连续奋战,始终坚守装调现场,时刻检查关注着产品装调状态,把所有细节做到尽善尽美,顺利完成了导轨高精度装配,为电动舱门在太空中的顺利开闭奠定了基础。
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以虚代实,******试验更******

  电动舱门在地面上装配完成后,还需要验证太空中零重力环境下舱门的开关运行情况,那怎么验证它能否满足太空环境使用需求的呢?

  要模拟舱门处于零重力的状态,就需要将它的重力平衡掉,从而验证太空环境中的开闭状态和密封状态。为此,需要将电动外舱门与气闸舱联合开展密封试验,工艺人员创新设计了空间微重力试验装置,既******了狭小舱内空间多部件不干涉,又通过设计一种丁字型的吊挂装置实现了电动舱门动态平衡,抵消了重力对测试的影响;另外,在试验时,舱体处于封闭状态无法实时观察舱内情况,舱门制造团队提出了无线传输的可视化检测方法,在关门状态下,也可以实现舱内状态可视化的监测和数据连续传递统计。通过长达35天的试验,团队对舱体进行了450个充、泄压及舱门开、关操作循环,充分验证了在太空环境下电动外舱门的密封性能,确保了电动舱门的******性。