航天五院巧设计,让航天员轻松“加外挂”

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本文转自:中国日报网

中国日报9月17日电(记者 赵磊)9月17日,“最忙碌出差三人组”的神舟十四号航天员乘组成功开展第二次出舱活动。这一次,航天员又为问天实验舱安装了一套由航天科技集团五院研制的扩展泵组。不过,与航天员首次出舱安装的问天实验舱热控扩展泵组不同,这次是在问天实验舱的外载荷冷却回路加装了一个扩展泵组。

问天实验舱那么大,为何要在舱外安装扩展泵组呢?这是因为空间站任务长达15年以上,作为冷却回路的关键部件,泵、阀、过滤器、传感器等都需要在轨更换。液路设备必须安装在舱内才能在整流罩的包络之中,而非密封舱塞满设备和管路电缆,如果身着厚重出舱服的航天员钻到非密封舱内换液路设备,难度可想而知。为此,航天科技集团五院空间站热控设计人员大胆创新,提出了新的思路:在舱内装一套泵阀,用于支持回路的早期运行,再在舱外壁留出机电液接口,上天后,择机在舱外追加一套泵组,即所谓舱外“扩展泵组”。

扩展泵组由泵组和扩展机箱组成。泵组内含有泵、阀门、过滤器、传感器等,装在冷却回路上,用于支持回路的运行。扩展机箱则是用于为泵组提供合适的运行环境,使其免受外部冷热巨变、原子氧侵蚀、紫外辐照、电离辐照、空间碎片和微流星等的破坏,更重要的是实现与舱体机电液的快速连接。扩展泵组安装后,问天实验舱将优先使用扩展泵组,故障或寿命到期后就换一套扩展泵组,舱内的泵组则作为备用,确保空间站在轨稳定运行。

虽然身处太空环境,再重的箱子都是轻飘飘的,但是身着航天服的航天员出舱操作一个大箱子,把机电液都与舱体连接起来,难度不言而喻。特别是液路连接,断接器内的弹簧力和液体压力都不小,出舱活动本身就不太方面,航天员单靠自身力量更是无法直接插上。为了使航天员能看得见、对得上、够得着、掰得动、干得快、干得对,航天科技集团五院设计师们开展了大量实验进行验证,通过不断完善产品设计,最终形成了今天大家所见的扩展机箱。

安装扩展泵组时,航天员无需使用任何工具,也不需要精确瞄准或左右移位,只需完成“插入销孔定位,拨锁钩锁定,转手轮插电,拉手柄连液”四个步骤,除去地面人员确认的时间,不到一分钟就能圆满完成这项艰巨的任务,可以说省时省力到了极致。

令人意想不到的是,扩展机箱不仅能够扩展泵组:将机箱内的泵组换成控温阀组就能扩展控温阀组,换成补加组件就能在轨补加液体工质,在地面换成换热组件就能在电测期间为舱内供冷,在未来换成展开式辐射器模块还有望为空间站扩展散热能力。扩展机箱还采用了“四标准”的思路,即与舱体接口标准化、与航天员接口标准化,与包装运输接口标准化,与内部载荷接口标准化。无论装什么,往哪儿装,谁来装,操作都是一样的简单轻松。

正是航天科技集团五院研制的温暖、贴心和巧妙的设计,让本届“最忙碌出差三人组”的神舟十四号航天员们轻松了许多。未来,五院还将研制出更多“小神器”,为航天员排忧解难,护航中国人的“太空之家”。

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