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“黑科技”添助力 “快递员”升太空(知识产权报)

时间:2021-06-02     【转载】   来自:知识产权报

海南文昌,皓月当空。5月29日20时55分,长征七号遥三运载火箭搭载天舟二号货运飞船成功发射。记者了解到,为保障太空“送货”之旅顺利完成,参加此次发射的运载火箭及天舟二号货运飞船搭载了众多拥有自主知识产权的核心设备。


运载火箭生“白烟”


火箭点火的瞬间,细心的人们会发现,长征七号的尾部没有出现因四氧化二氮不充分燃烧而形成的红色“烟雾”,取而代之的是如同棉花糖般的“白烟”。


这是由于长征七号采用的是拥有自主知识产权的新型液氧煤油发动机。煤油在不充分燃烧条件下,产生的颗粒和水蒸气混合凝结,形成的“烟雾”呈白色。


“力气大”,是空间站建设对长征七号火箭最基本的要求。仅此一项技术改进,长征七号的推力提高了60%。此外,长征七号还将助推器主捆绑结构的安装间隙由5毫米压缩到4毫米,这不仅减少了火箭飞行时的振动,也增加了助推传力。


起飞时,6台120吨级大推力发动机提供超过700吨的推力,加上4台液氧煤油发动机接力,足以将携带货物的天舟二号送入与核心舱交会对接的轨道。


触摸操作减负担


在天舟二号货运飞船任务中,中国航天科技集团有限公司五院510所(下称航天510所)负责总研制。在该所配套的天舟二号单机产品中,综合显示单元是技术难度最大的。研制组需要设计适应于太空环境的“显卡”系统并实现大屏幕的显控技术。


针对航天员着舱内航天服时,无法操作常见的电容式和电阻式触摸屏的情况,航天510所研制组设计了拥有自主知识产权的GUI系统,开发了适应空间环境的红外触摸屏。


航天510所所长助理、机电产品事业部总经理王雪松介绍,GUI系统代码量仅为操作系统的1%,采用了特殊的内存管理技术,使之不会出现死机、蓝屏等现象,航天员可以在空间站中有效地进行触摸操作,减轻在轨操作负担。


自主创新成亮点


与天舟二号成功对接的天和核心舱也拥有不少“秘密武器”。航天510所载荷中心高级工程师孙迎萍在接受媒体采访时表示,“主动电位控制子系统”是保证空间站建设必须解决的核心关键技术,避免航天员在出舱过程中受到舱体放电造成的危害,是航天员的护体“金钟罩”。


中国航天科技集团公司第九研究院13所(下称13所)为天和核心舱提供了两型石英挠性加速度计,分别用于天和核心舱舱内微振动环境的实时监测以及“天和”太阳翼微振动实时监测。这两型石英加速度计拥有自主知识产权,是完成天和核心舱长时间在轨飞行需求而研制的核心加速度计传感器。


如何准确掌握天舟二号的飞行状态?这需要依靠复接存储器。我国自主研制的复接存储器融合了神舟飞船数传复接器和天宫空间实验室大容量存储器的核心技术,全采用国产化芯片,是地面判定天舟二号健康状况和配送状态的关键。


激光惯组与光纤惯组负责准确控制箭体的运行轨迹,确保将货运飞船送入预定轨道。13所研制的激光惯组选用了拥有自主知识产权的核心器件,为控制系统提供火箭沿测量坐标系3个方向的视加速度和角速度精准信息,确保火箭精确入轨。


茫茫太空,科技守护。一系列“黑科技”助力天舟二号成功奔向空间站,让我国的航空航天事业再上新台阶。(苏悦)

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