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重大人奮戰八年!只為“問天”成功發射!
2022-07-27 華龍網-新重慶客戶端

  7月24日14時22分,我國空間站的首個實驗艙——問天實驗艙,在文昌航天發射場由長征五號B遙三運載火箭托舉升空,約495秒后,問天實驗艙與火箭成功分離并進入預定軌道,發射取得圓滿成功。

對構齒輪模型

  據了解,問天實驗艙主要任務是具備空間站組合體統一管理和控制能力,具備與核心艙進行交會對接、轉位和停泊的能力;支持航天員在軌駐留,提供專用氣閘艙和應急場所,保證航天員安全;支持開展密封艙內、艙外科學實驗和技術試驗。

  問天實驗艙體型巨大、功能強大、結構復雜、指標先進,凝結著無數人的智慧與心血,在我國航天器研制歷程中創下多個新紀錄。在這之中,重慶大學也為其貢獻了一份科研力量。

對構齒輪模型

  “太空用電自由”幫助太陽翼“追太陽”

  受太陽入射角和空間站飛行姿態的影響,太陽翼的發電效率會因時段不同、姿態不同而產生相應變化。為了讓太陽翼能24小時保持最高發電效率,實現在太空中“用電自由”,問天實驗艙首次采用太陽翼雙自由度同時轉動,確保每一縷陽光都垂直照射在太陽翼上。簡單來說,太陽翼的作用便是“追太陽”。

  這一技術的實現,也是因為問天實驗艙使用了我國目前設計規模最大、連續工作壽命最長、傳輸功率最大的大型回轉運動類空間機構產品——對日定向裝置。

  據了解,問天實驗艙配置了目前國內研制的最大面積可展收柔性太陽翼,單翼全展開狀態下長達27米,面積可達138 平米。在太空中轉動這么一個“大物件”,這對銜接的部位要求極高。

  “對日定向裝置里的對構齒輪傳動,是由我們自主研發的。”重慶大學機械傳動國家重點實驗室陳兵奎教授介紹,這是一種新型齒輪傳動,其突出的誤差適應能力和較高的承載能力,能夠滿足太空極端高低溫交替變化對阿爾法機構提出的超大空間尺寸形變、高可靠、長壽命等嚴苛要求。

  陳兵奎介紹,“對構齒輪傳動”系統中應用的齒輪,經過實驗室試驗驗證,壽命可以達到25-30年,對于太空惡劣環境的耐受能力更為優異。

陳兵奎正在介紹

  歷時8年 靈感來源于“滾鐵環”

  “‘對構齒輪傳’的靈感來源是我們小時候的‘滾鐵環’。”陳兵奎介紹,滾鐵環直走的時候,鐵環垂直于地面而拐彎的時候,鐵環與地面傾斜。對這一現象進行深入分析,發現曲線與曲面的接觸會具有很好的誤差適應性。“問天實驗艙采用的便是曲線與曲面的對構齒輪。”陳兵奎說道。

  在研發攻關的近八年來,陳兵奎教授團隊付出了巨大努力。在2020年5月至8月期間,為了按時交付對構齒輪正樣產品,團隊成員夜以繼日,沒有休息時間,經常通宵工作。由于沒有高精度的檢測設備,需要到成都航空職業技術學院進行協作檢測,團隊成員一邊進行加工,一邊接力去成都,早上去晚上回,奮戰100天,終于完成產品交付。

  據了解,在問天實驗艙“對構齒輪傳動”產品交付的同時,夢天實驗艙使用的“對構齒輪傳動”產品也同時交付。下一步,陳兵奎教授實驗室團隊還將發揮“對構齒輪傳動”技術承重能力更強、更耐用、效率更高的優勢,將其推廣到汽車、機械制造等其他行業當中,讓航天科研創造更大的社會價值。

  重慶大學黨委常務副書記王時龍教授介紹,近年來,重慶大學相關技術先后在嫦娥四號生物科普試驗載荷、嫦娥五號著陸驗證系統、首次月面無人鉆取采樣任務等國家重大工程中解決了故障定位不準、試驗評價手段不足等關鍵難題。“多次出色完成中國航天任務后,我們也積累了豐富經驗。未來,在中國的深空探測和載人航天領域,還將出現重慶大學的身影。”王時龍介紹道。

  來源:華龍網-新重慶客戶端

  圖片來源:華龍網-新重慶客戶端記者謝鵬飛

  原標題:視頻 | “問天”中的重慶力量

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