航天員"太空打靶"如何保證精準性:手控光纖慣組

2021-01-10 網易新聞

新華網北京6月23日電 (記者王敏) 我國即將迎來首次手控交會對接任務。有人把手控交會對接比喻成航天員「太空打靶」。茫茫太空中,神舟九號與天宮一號相距140米處,神九中航天員根據屏幕上的十字刻度來對準目標,通過操作控制手柄來及時調整飛船位置。可是一旦出現偏差,怎麼辦?

這就要用到中國航天科技集團公司九院13所研製生產的手控光纖慣組。這個裝置是安裝在航天員座椅下的一個既小巧玲瓏又十分精緻的黑盒子,它可以穩定飛船位置和姿態,幫助航天員完成手控交會對接。

「手控光纖慣組的主要作用就是穩定飛船姿態,保證航天員可以將飛船穩定在預定的位置上,從而保證飛船平穩地沿著預定軌道進行交會對接。」13所副所長、時代光電公司總經理王巍介紹,只要飛船稍微偏離航天員設定的預定目標,光纖陀螺就可以檢測出偏差值,進而通過控制系統的反饋,將飛船重新穩定在預定目標上。

手控光纖慣組的加速度計還可以測量飛船的加速度,通過積分計算出速度和位移,從而得到飛船與目標飛行器的相對距離,為航天員手動交會對接提供參考。

據了解,手控光纖慣組的研製以自主創新為立足點,通過一系列技術攻關和發明創新,取得了新型全固態光纖陀螺慣性技術在我國載人航天工程上成功應用的重大突破,實現了關鍵技術跨越5—10年、單項技術達到世界先進水平的跨越式發展。這也是世界上首次光纖慣導產品用於載人航天手控交會對接任務。

「手控光纖慣組的研製過程並不是一帆風順。」王巍說,在初樣階段研製,總體單位要求陀螺重量比模樣件減少25%。改動選型就意味著陀螺的技術指標發生變化,尤其是結構減輕重量,很有可能導致產品的力學特性劣化。經過慎重考慮,團隊採用輕質結構材料,創新設計了結構方案,解決了減重問題。經過仿真模擬,不但重量達標,力學性能同時得到明顯優化。而且經全面的測試數據表明,陀螺重量減輕26%,力學、熱學性能均有明顯優化,陀螺精度性能指標優異,成功實現了減重目標。 

本文來源:新華網 責任編輯: 王曉易_NE0011

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