二妞,你的(de)快遞即将送達!天舟一(yī)号即将準時送達
發布日期:
2017-04-21
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作者:
廣東吉宇物流有(yǒu)限公司
作為(wèi)太空“快遞員”,我(wǒ)既承擔了為(wèi)二妞“加油”和(hé)運輸貨物的(de)重擔,還負責将未來空間站裏的(de)廢棄物帶回大氣層燒毀。
三天前,在行(xíng)駛2.5個小時後,我(wǒ)被垂直運至中國(guó)文昌航天發射場發射區。現在我(wǒ)正坐在發射台上,今晚聽候指令攜物出發。說句實話,此時此刻我(wǒ)的(de)心情很複雜,有(yǒu)點激動,也有(yǒu)點緊張。
對了,忘了做(zuò)個自(zì)我(wǒ)介紹。我(wǒ)叫“天舟一(yī)号,”是一(yī)名大家既熟悉又陌生的(de)“快遞員”。或許你會問為(wèi)何用這兩詞來形容自(zì)己的(de)職業,其實原因很簡單:快遞員幾乎天天和(hé)大家打交道(dào),所以熟悉,但你見過太空“快遞員”嗎?
我(wǒ)是中國(guó)首個太空“快遞員”
2011年(nián),我(wǒ)進入名為(wèi)“中國(guó)航天科(kē)技集團公司五院”的(de)快遞公司。那時我(wǒ)的(de)名字還叫“貨運飛(fēi)船”,直到2013年(nián),我(wǒ)才有(yǒu)了“天舟”這個正式代号。
話說,我(wǒ)能當上太空快遞員,還得益于中國(guó)載人航天工程“三步走”戰略中載人空間站工程。未來,我(wǒ)們(men)要建造長(cháng)期有(yǒu)人照料的(de)空間站,就需要輸送航天員所需的(de)生活、工作物資、空間站運轉所需的(de)推進劑。
在去(qù)年(nián)中秋月圓之夜,二妞(身份證姓名為(wèi)“天宮二号”),乘坐中國(guó)長(cháng)征二号FT2火箭抵達了她的(de)新家——距地(dì)球393公裏的(de)太空。随即,二妞也成為(wèi)我(wǒ)國(guó)首個真正意義上的(de)太空實驗室。就像汽車需要加油一(yī)樣,空間站今後要長(cháng)期在太空工作也需要物資,于是我(wǒ)這個快遞員就應運而生。
作為(wèi)太空“快遞員”,我(wǒ)既承擔了為(wèi)二妞“加油”和(hé)運輸貨物的(de)重擔,還負責将未來空間站裏的(de)廢棄物帶回大氣層燒毀。當然,我(wǒ)工作最大的(de)亮(liàng)點還是,在達到二妞住所後,完成太空在軌推進劑補給,即人類通俗稱謂的(de)“太空加油”。你可(kě)千萬不要小看這個工作,據說掌握了在軌推進劑補加技術的(de)國(guó)家目前隻有(yǒu)俄羅斯和(hé)美國(guó),其中,實現在軌加注應用的(de)隻有(yǒu)俄羅斯。
當然,快遞僅是我(wǒ)工作的(de)一(yī)部分內(nèi)容。當一(yī)名太空快遞員還需要更多的(de)“本事”。比如(rú),在運輸貨物的(de)同時,我(wǒ)還将最大限度地(dì)發揮平台效能,用搭載的(de)幾十台載荷設備在太空開展十餘項載荷試驗,實現“一(yī)次飛(fēi)行(xíng)、多方受益”的(de)目标。
說句實話,這些工作做(zuò)起來并不簡單,需要掌握專業技能才可(kě)将工作做(zuò)好,而掌握這些技能并非朝夕之功。在過去(qù)整整六年(nián)的(de)時間裏,我(wǒ)苦練太空快遞員技能,經曆了上千小時測試驗證,經受了上百次大型試驗考核。終于在今年(nián)2月13日,我(wǒ)結束培訓,成為(wèi)一(yī)名合格的(de)太空快遞員。
我(wǒ)肚大能容,快遞貨物保證“安全”
我(wǒ)身高(gāo)10.6米,體寬3.35米。從外觀上看,我(wǒ)的(de)構造類似于天宮一(yī)号,都是由大直徑的(de)貨物艙和(hé)小直徑的(de)推進艙組成,但這隻是表象。其實,作為(wèi)裝運太空快遞包裹的(de)快遞員,我(wǒ)的(de)突出特點就是有(yǒu)個“大肚子(zǐ)”,運送6噸多貨物不在話下。
6噸或許隻是一(yī)個數字,6噸貨物的(de)體積或許你也沒有(yǒu)精确想象。那麽,我(wǒ)就幫你做(zuò)個假設。如(rú)果一(yī)個蘋果半斤重,6噸就有(yǒu)24000個蘋果;如(rú)果一(yī)個成年(nián)人體重120斤,6噸就有(yǒu)100個人。媒體曾這樣評價我(wǒ),“上行(xíng)載貨比優于國(guó)際現役貨運飛(fēi)船”。這也從側面表明,讓我(wǒ)快遞貨物既經濟又實惠。
做(zuò)完這組假設,你會贊歎我(wǒ)是個大力士。你會問為(wèi)何我(wǒ)有(yǒu)如(rú)此這般高(gāo)效運載能力?嘿嘿,答案就在于我(wǒ)有(yǒu)兩個“絕招”設計。
絕招一(yī):簡約而不簡單的(de)貨架
我(wǒ)的(de)“大肚子(zǐ)”猶如(rú)一(yī)個倉庫,橫橫豎豎搭放着和(hé)普通書架類似的(de)貨架。這可(kě)不是一(yī)般的(de)貨架,它們(men)采用了一(yī)種基于蜂窩闆、碳纖維立梁的(de)梁闆結構,形成大量的(de)标準裝貨單元,傳力效果好,結構與貨物重量比達到8%。同時,貨架還采用适用于蜂窩闆的(de)預埋封邊梁方法,巧妙地(dì)消除蜂窩闆結構銳邊,既避免劃傷人手,又解決了邊緣薄弱、易破壞的(de)的(de)問題。
為(wèi)了能更多的(de)運載貨物,我(wǒ)的(de)設計師還精心設計了一(yī)種大承載輕量化預埋結構,既能适應傳統剛性結構安裝,又能适應柔性束縛帶的(de)連接承載。經過測試,三個這種預埋結構就可(kě)以承載一(yī)台豪華轎車。此外,大承載貨架結構與密封艙主結構的(de)連接環節也是結構設計一(yī)大亮(liàng)點,碳纖維結合鋁合金的(de)設計,避免了在軌環境下內(nèi)壓載荷對結構造成的(de)破壞。這一(yī)項項先進、便利的(de)技術成就了高(gāo)效承載的(de)貨架結構,保證我(wǒ)能穩固地(dì)運送貨物。
絕招二:适應多種貨物的(de)貨包
有(yǒu)了高(gāo)承載能力的(de)貨架,并不能保證在往太空運輸時不損壞貨物。這次我(wǒ)運輸的(de)貨物種類包括精密的(de)儀器設備和(hé)宇航員用品,這些都是不能被磕碰的(de)物品。于是,保護性良好的(de)“快遞包裝”作用就凸顯出來。
“快遞包裝”設計過硬不行(xíng),容易對貨架進行(xíng)磕碰,過軟也不行(xíng),不能有(yǒu)效保護貨物。為(wèi)了确定貨物綁紮方式,設計師開動腦筋,想出了一(yī)種綁紮方式和(hé)內(nèi)部泡沫的(de)設計。因此,工程師在設計“快遞包裝”時,對那些敏感的(de)電子(zǐ)器件、機(jī)械硬件系統以及其它生活物資等通常采用“軟包裝”或類似方法來實現裝載、運送。
“軟包裝”是什麽樣子(zǐ)的(de)?這種“軟包裝”與傳統的(de)硬連接不同,它是包裹在泡沫或氣囊袋裏面,再一(yī)起固定在貨架上,而不是直接與運載工具的(de)內(nèi)部貨架結構相連接。由于“軟包裝”為(wèi)裝載對象提供了一(yī)個柔軟的(de)、高(gāo)阻尼的(de)、分布式系統的(de)支撐,可(kě)以獲得一(yī)個高(gāo)度隔離(lí)/減振的(de)載荷環境,減少了“投遞”過程中,不必要的(de)損耗。從而能讓我(wǒ)将空間科(kē)學(xué)實驗設備和(hé)生活用品順利地(dì)送入太空,同時支持和(hé)保障空間站具備開展較大規模實驗與應用的(de)條件。
36台發動機(jī)助我(wǒ)完成快遞運輸任務
在解決了運輸物品“安全”問題,動力問題就成了工程師必須面對、解決的(de)一(yī)道(dào)艱巨任務。
在快遞車上,工程師給我(wǒ)裝有(yǒu)25N、120N、150N、490N四種不同推力量級共36台發動機(jī),他們(men)通過默契的(de)配合,力保我(wǒ)在太空飛(fēi)行(xíng)速度是子(zǐ)彈飛(fēi)行(xíng)速度8倍的(de)情況下,能夠實現“俯仰有(yǒu)度,動靜自(zì)如(rú)”。
作為(wèi)飛(fēi)船的(de)動力源泉,每一(yī)台發動機(jī)的(de)工作精确與否,都關系着整船的(de)飛(fēi)行(xíng)任務能否順利完成。我(wǒ)的(de)運載量大,這就要求發動機(jī)工作時間和(hé)工作次數需要成倍增加,這也就意味着發動機(jī)可(kě)靠工作的(de)裕度下降。如(rú)何在較短(duǎn)的(de)研制周期內(nèi),大幅提高(gāo)各發動機(jī)的(de)工作可(kě)靠性,就成了擺在工程師面前的(de)又一(yī)道(dào)難題。
經過充分論證比較,工程師們(men)決定對于25N、120N、150N發動機(jī)的(de)技術狀态進行(xíng)适應性改進設計,在不改變性能的(de)前提下,降低(dī)發動機(jī)工作溫度,這是一(yī)個“牽一(yī)發而動全身”的(de)改動。由于發動機(jī)工作涉及霧化、燃燒等複雜的(de)物理(lǐ)化學(xué)過程,是一(yī)個世界性的(de)難題,不僅需要理(lǐ)論分析和(hé)仿真計算,還需要大量的(de)試驗驗證。工程師們(men)并沒有(yǒu)因此心生倦怠,而是凝心聚力,迎難而上。在他們(men)堅持不懈的(de)努力下,我(wǒ)的(de)各級系統均采納了發動機(jī)的(de)改進方案,滿了型号總體提出的(de)技術要求。
在确保可(kě)靠性的(de)基礎之上,為(wèi)實現我(wǒ)更優的(de)工作性能,工程師們(men)還提出了采用高(gāo)性能的(de)第二代490N發動機(jī)。曆經10年(nián)時間,第二代490N發動機(jī)突破了7項關鍵技術,實現了490N發動機(jī)的(de)更新換代。第二代490N發動機(jī)在我(wǒ)身上使用,不僅工作次數提高(gāo)了10倍之多,而且密封性能更高(gāo),所有(yǒu)的(de)技術指标完全滿足我(wǒ)太空快遞運輸貨物的(de)任務需求。
說了這麽多,都是我(wǒ)這個太空“快遞小哥(gē)”的(de)自(zì)我(wǒ)情況介紹。現在,我(wǒ)更期待我(wǒ)成功地(dì)執行(xíng)第一(yī)次任務,因為(wèi)這不僅意味着攻克了不少技術難關,更意味着中國(guó)乃至世界載人航天史上又一(yī)新的(de)裏程碑。