刚刚发射的“天舟一号” 对中国意味着什么?
2017-04-20 22:23:46 来源:乐虎168新闻网
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  按照计划,天宫二号和天舟一号组合体将在轨完成推进剂补加任务。推进剂补加,是开展空间站工程的一项关键任务,是空间站长期运行的前提。而推进剂补加需要稳定的平台,组合体的稳定控制是推进剂补加的前提。   但是,由于质心、惯量变化范围大,推进剂补加的过程,必然将会组合体的飞行产生较大的姿态干扰,这都对航天五院GNC(制导、导航与控制)系统提出了更高的要求。只有控制系统足够智能、稳定,才能适应补加过程中可能出现的各种故障工况。   为了保证组合体在太空的姿态稳定,航天五院研制了200Nms(牛米每秒)控制力矩陀螺(CMG),构建了具备完善的自主故障诊断和重构能力的CMG系统,该系统在实现对组合体稳定控制的同时,可以保证当某一CMG出现异常或故障时,系统可以无缝切换并保证对姿态干扰的程度最小。   即使飞船分离时对接结构解锁分离产生巨大姿态干扰,研制人员仍可以保证对天宫二号的有效控制,并在一分钟之内回归到正常稳定对地飞行状态。同时还可实现飞船在分离和撤离过程中可以一直“盯着”天宫,以防发生碰撞,最大限度地保证了飞船分离和撤离过程中的平稳和安全。   对组合体的控制,将再次验证我国大型变结构航天器控制技术的可靠性,对后续飞行器设计有重要参考意义。   同时,组合体上各设备的运行都需要电力供应,这些能源都依靠太阳的光辉。所以,在绕地运行过程中,为确保组合体上太阳能帆板尽可能多地接受阳光照射,组合体需要持续调整姿态。   五院的设计师优化了帆板实时调速控制算法,减小了帆板跟踪误差,进一步提高了太阳帆板跟踪精度。为了应对组合体长期在轨运行可能面临的太阳方位不好的情况,组合体将在轨实施连续偏航机动,以确保太阳帆板高效跟踪太阳,持续接收来自太阳的能量,保证更长时间的稳定飞行。这为后续空间站建设、组合体更长期的飞行,奠定坚实的技术基础。 天舟一号转运中(来源:中国航天科技集团公司第五研究院)天舟一号转运中(来源:中国航天科技集团公司第五研究院)   三维之路提高研制效率   天舟一号是一艘“三维”货运飞船。从设计、到生产检测、再到总装虚拟仿真,首次实现了总体和各分系统、制造厂、总装厂间的全三维协同设计。   全三维协同设计研制模式的核心是设计真实的“数字样机”。“数字样机”好比以往二维设计模式中的一套套图纸,是设计、制造、装配的全部依据,集成了一个产品的所有要素。   三维设计的重点是对数字样机的建设和维护。这个建设和维护过程所对应的是设计师协同设计的环境和流程,从而彻底改变了以往设计师个体设计的工作模式。   以构型布局设计为例,传统模式中,设计人员在二维图纸中进行设备布局、调整、送审。采用全三维数字化设计后,工作效率提高了约50%。货船的管路系统、电缆网、直属件和总装设计采取三维设计后,工作效率提高了约50%;整船的总装详细设计研制周期缩短约45%。   科学管理搭建空中试验平台   空间试验是天舟一号的重要任务之一。被称为“载荷大管家”的空间技术试验分系统,管理着来自五个载荷方、十三个试验项目的四十余台载荷设备。   此次,天舟一号的空间技术试验分系统,分为载荷公用平台和实验项目两部分。其中,载荷公用平台负责向实验项目提供供电、控制、状态采集、信息传输等各类电气接口资源,保障载荷试验在轨顺利开展。   实验项目由在轨试验所需的各类试验设备组成。设计师们规范设计,对试验载荷实施有别于平台产品的差异化管理,兼顾了试验载荷周期短、接口可靠和运行安全的需求,保障各类空间技术试验顺利进行。在无人的情况下,科研人员通过载荷运控方案设计,编制了相应的飞行程序。在实际飞行任务中,用“最强大脑”载荷公用平台控制包括空间应用实验、特殊技术试验、航天技术试验等各类试验项目的开展。 责任编辑:张冬 文章关键词: 天舟一号 空间站 交会对接 货运飞船 航天器
本文来源:逢可儿 责任编辑:LY004
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