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重大人奋战八年!只为“问天”成功发射!
2022-07-27 华龙网-新重庆客户端

  7月24日14时22分,我国空间站的首个实验舱——问天实验舱,在文昌航天发射场由长征五号B遥三运载火箭托举升空,约495秒后,问天实验舱与火箭成功分离并进入预定轨道,发射取得圆满成功。

对构齿轮模型

  据了解,问天实验舱主要任务是具备空间站组合体统一管理和控制能力,具备与核心舱进行交会对接、转位和停泊的能力;支持航天员在轨驻留,提供专用气闸舱和应急场所,保证航天员安全;支持开展密封舱内、舱外科学实验和技术试验。

  问天实验舱体型巨大、功能强大、结构复杂、指标先进,凝结着无数人的智慧与心血,在我国航天器研制历程中创下多个新纪录。在这之中,重庆大学也为其贡献了一份科研力量。

对构齿轮模型

  “太空用电自由”帮助太阳翼“追太阳”

  受太阳入射角和空间站飞行姿态的影响,太阳翼的发电效率会因时段不同、姿态不同而产生相应变化。为了让太阳翼能24小时保持最高发电效率,实现在太空中“用电自由”,问天实验舱首次采用太阳翼双自由度同时转动,确保每一缕阳光都垂直照射在太阳翼上。简单来说,太阳翼的作用便是“追太阳”。

  这一技术的实现,也是因为问天实验舱使用了我国目前设计规模最大、连续工作寿命最长、传输功率最大的大型回转运动类空间机构产品——对日定向装置。

  据了解,问天实验舱配置了目前国内研制的最大面积可展收柔性太阳翼,单翼全展开状态下长达27米,面积可达138 平米。在太空中转动这么一个“大物件”,这对衔接的部位要求极高。

  “对日定向装置里的对构齿轮传动,是由我们自主研发的。”重庆大学机械传动国家重点实验室陈兵奎教授介绍,这是一种新型齿轮传动,其突出的误差适应能力和较高的承载能力,能够满足太空极端高低温交替变化对阿尔法机构提出的超大空间尺寸形变、高可靠、长寿命等严苛要求。

  陈兵奎介绍,“对构齿轮传动”系统中应用的齿轮,经过实验室试验验证,寿命可以达到25-30年,对于太空恶劣环境的耐受能力更为优异。

陈兵奎正在介绍

  历时8年 灵感来源于“滚铁环”

  “‘对构齿轮传’的灵感来源是我们小时候的‘滚铁环’。”陈兵奎介绍,滚铁环直走的时候,铁环垂直于地面而拐弯的时候,铁环与地面倾斜。对这一现象进行深入分析,发现曲线与曲面的接触会具有很好的误差适应性。“问天实验舱采用的便是曲线与曲面的对构齿轮。”陈兵奎说道。

  在研发攻关的近八年来,陈兵奎教授团队付出了巨大努力。在2020年5月至8月期间,为了按时交付对构齿轮正样产品,团队成员夜以继日,没有休息时间,经常通宵工作。由于没有高精度的检测设备,需要到成都航空职业技术学院进行协作检测,团队成员一边进行加工,一边接力去成都,早上去晚上回,奋战100天,终于完成产品交付。

  据了解,在问天实验舱“对构齿轮传动”产品交付的同时,梦天实验舱使用的“对构齿轮传动”产品也同时交付。下一步,陈兵奎教授实验室团队还将发挥“对构齿轮传动”技术承重能力更强、更耐用、效率更高的优势,将其推广到汽车、机械制造等其他行业当中,让航天科研创造更大的社会价值。

  重庆大学党委常务副书记王时龙教授介绍,近年来,重庆大学相关技术先后在嫦娥四号生物科普试验载荷、嫦娥五号着陆验证系统、首次月面无人钻取采样任务等国家重大工程中解决了故障定位不准、试验评价手段不足等关键难题。“多次出色完成中国航天任务后,我们也积累了丰富经验。未来,在中国的深空探测和载人航天领域,还将出现重庆大学的身影。”王时龙介绍道。

  来源:华龙网-新重庆客户端

  图片来源:华龙网-新重庆客户端记者谢鹏飞

  原标题:视频 | “问天”中的重庆力量

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