神舟十二号航天员顺利返航,信标机/电源系统等“黑科技”少不了

神舟十二号航天员顺利返航,信标机/电源系统等“黑科技”少不了
2021年09月18日 17:58 IT之家

IT之家 9 月 18 日消息 神舟十二号载人飞船的返回舱,已于 9 月 17 日 13 时 34 分在东风着陆场预定区域安全着陆。从飞船与空间站分离,到返回舱返回地球,一系列重要设备为航天员安全返回提供了保障。中国航天科技集团 @上海航天公众号,对着陆反推发动机、信标机、智能电源分系统等“黑科技”进行了介绍。

一、反推发动机

官方表示,着陆反推发动机是神舟十二号飞船上的重要设备,是决定航天员能否安全回家的最后一棒。神舟一号飞船便搭载反推发动机,直至神舟十二号,已保证了 11 名(14 人次)航天员安全返回地球。神舟十二号的反推发动机于 2017 年 6 月开始研发,这一发动机拥有多项工艺改进措施,研发人员策划了全面的力学和温度环境试验考核,保证其经过运输、装卸、使用后,依旧性能稳定

相对于之前的产品,如今的发动机推力更大,工作时间控制更准,质量一致性更好,产品可靠性也更高。为了保证产品的安全性和可靠性,在生产的 31 台产品中,研制团队共抽取了 16 台进行了药柱抽检(验收)试验、性能摸底试验、鉴定试验等各种考核验证试验。

返回舱在进入大气层后,使用降落伞稳定运动姿态,同时抛弃隔热大底。在距离地面 1 米时,安装在返回舱底部的四个着陆反推发动机将自动点火,以极强的缓冲力帮助飞船实施“软着陆”。

据了解,为了保证航天员和返回舱内设备的安全,四台反推发动机必须在 10 毫秒内同时点火,故对发动机质量的一致性要求极高。产品采用了涂覆达克罗方案。该工艺可以在保证防锈的同时,提高产品在高温、强腐蚀环境下的耐受性,进一步提高产品可靠性。此外,发动机部分组件放弃了此前的手工焊接方式,而选用了铣床数控加工成型,提高了制造效率与产品合格率。

二、着陆搜寻信标机

在神舟十二号飞船返回任务中,航天八院电子所承担了 USB 应答机、着陆搜寻信标机、话音处理设备、返回舱商用摄像机、图像切换器、图像二次电源、遥控解调器、遥测中控采编单元等多项产品。其中,着陆搜寻信标机和话音处理设备尤为重要。

信标机隶属于载人航天返回舱搜救示位系统,提供着陆搜寻、海上搜寻和国际救援的示位信息功能,支持返回舱搜救任务实施。主要用于出大气层后的直升机搜寻和半双工通信,除发送信标信号外,还可以与地面搜寻人员进行通话。这一设备采用模拟电路实现方式,研发人员克服了模拟器件批次差异、个体温度参数漂移等不利因素,团队负责人董巍带领设计人员一同研发了这一产品。

三、智能电源分系统

据 811 所神舟飞船电源分系统副主任设计师唐筱介绍,电源分系统研制人员完成了 6 项关键项目、10 个关键重件、72 个关键强制检验点等控制措施落实,确保关键环节、关键动作实施期间的可靠供电。

研制团队还准备了充分的故障预案,针对太阳电池翼制定了不同发电能力下的最低工作条件,建立了组合体运营阶段,太阳电池翼适应大范围太阳入射角变化、组合体姿态调整变换的最佳控制模式。

此外,由于神舟十二号飞船此次返回地球,增加了快速返回工作模式。根据任务需要,由原先的绕飞地球 18 圈返回压缩到 5 圈返回。为保障快速返回,需要电源分系统制定详细的供电保障方案。

IT之家了解到,为此,电源分系统精确制定了工作模式转换调整、开展了能量平衡分析和预计,配合总体完成了正常返回、快速返回、应急返回等不同返回模式下,电源保障方案的制度,确保在任何情况下,都能保障航天员平安回家。

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