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空间站上天前 阅历了他的微低重力“模仿考”

发布日期:2021-06-23   浏览次数:

  空间站上天前 阅历了他的微低重力“模拟考”

  本报记者 陈 曦

  侯玮杰在实验室受访者供图

  红色气力

  编者案 有这么一群科研职员,他们年纪不大,却已南征北战、挑起年夜梁,在神船五号、斗极导航等国度严重科技名目中奉献着本人的智慧与汗火。在一次次艰巨险重眼前,胸佩党徽的他们,发挥白色传统,冲锋在前、怯担重担,以现实举动彰隐了青年一代党员的本质。从本日起,本报推出“白色力气”专栏,报告这些青年科技工作家的斗争故事与辉煌业绩。

  一项航天任务的完成可能需要上万名航天人的通力合作,我们做的是把好航天器飞入太空前的最后一道关:以最曲不雅的圆式实测在太空微低重力情况中航天器的各项性能,在地球上给它进行微低重力“模拟考”。

  侯玮杰 中国航天科技团体公司五院518所实验取测试技巧研究室副主任

  6月17日,神舟十发布号载人飞船成功把3名航天员送到空间站天和核心舱,已来3个月,空间站将成为他们工作生涯的大本营。

  对将来空间站的表示,中国航天科技集团公司五院518所试验与测试技术研究室副主任侯玮杰信念谦满,www.6540.com。因为在进入太空前,这些航天器早已在实验室里进行了上百次的什物仿实在验。

  除该项目,从业6年来,32岁的侯玮杰还构造实行了多个型号航天器任务仿真试验系统的研发工作,前后美满完成了嫦娥五号环月轨道交会对接、空间站、巡天光学舱等多个型号任务的地面全物理仿真试验。

  “一项航天任务的实现可能须要上万名航天人的通力合作,我们做的是把好航天器飞入太绝后的最后一道闭:以最直觉的方法真测在太空微低重力情况中航天器的各项机能,正在天球上给它进行微低重力‘模拟考’。”侯玮杰感叹道,中国航天奇迹承载了太多的盼望,凝集了多少代航天人的血汗,任何环顾都不容闪掉。

  故国的需要就是我的专业

  侯玮杰的太空梦始于2003年,那年我国航天员杨利伟乘坐神舟五号飞船进入太空。

  “杨利伟是咱们那一代航天人的奇像,许多同龄人皆是受他硬套行上航天路的。”侯玮杰回忆道,从当时起,摸索宇宙的神秘成了他最年夜的专业喜好。

  侯玮杰在完成幻想的途径上一步一个足迹,走得非常踏实。他本迷信的是机械工程、研究生阶段抉择了北京理工大学固体火箭动员机专业,在校时代他就参加了多个型号任务的研究工作,还光彩地参加了中国共产党。

  2015年,侯玮杰终究正式成为一位航天人,进入中国航天科技散团公司五院518所工作,开端处置航天器微低重力模拟与仿真技术研究工做。

  “航天器微低重力模仿与仿实技术研究”波及构造力学、流膂力教等多个专业,与侯玮杰所学的水箭发念头专业判然不同。补齐专业短板,成为进职早期侯玮杰的重要义务。

  对于没能从事与自己专业对口的工作,侯玮杰也从没觉得遗憾。“我很爱好物理学家钱伟少说的一句话:‘我没有专业,故国的需要就是我的专业。’”他说。

  为了能疾速控制岗亭所需常识,侯玮杰查阅了20世纪60年月以来能找到的各类中外语献。“大略有2000多个文明,减起来有十几个G。”侯玮杰回忆道,那时辰日间进行试验,只能应用早晨的放工时光进行进修。

  为了能早些顺应任务,侯玮杰必需要加速进修速率,为此他发现了一套要害字浏览法。不外,很快他便发明,不克不及读得太快,由于文献中埋了很多“雷”。“读文献时,我收现个中良多数据是错的,极易把研讨引进相反的偏向。”他回想讲。

  终极,用了一年半的时间,侯玮杰系统把握了这一研究范畴的理论知识。

  从0到1打制新理论体系

  2018年,侯玮杰接到了为嫦娥五号禁止微低重力仿真试验的任务。

  “航天器在被收入太空前,都要进行仿真试验。平日要前经由建模,在电脑长进行‘数字模拟’。‘数字模拟’无误后,我们再造作出与航天器1:1比例的实物本相,将其置于模拟太空的微低重力环境中,进行实物仿真试验。”侯玮杰介绍,该仿真试验十分重要,因为太空情形无比庞杂,仅依附“数字模拟”是不敷的,仍可能会涌现料想不到的状态。能够说,实物仿真实验是航天器进入太空前要经由过程的最后一道关隘。

  侯玮杰指着试验平台上的一个硕大无朋说,这个“大师伙”就是嫦娥五号的轨道器和前往器的组开体模型,为了模拟太空微低重力状况,就需要用气浮轴承把它们托起“悬空”。

  侯玮杰心中的气浮轴承就是一个个直径约20厘米的圆形托盘,当给气浮轴承通上气,气浮轴承底面与空中之间就会产死一层存在刚性的气膜,能将宏大的航天器稳稳托起,并且简直没有冲突力。

  仿真试验开初后,艰苦随之而来,航天器在试验中出现了激烈抖动。“航天器不稳会重大影响试验数据。通过排查,我们发现问题出在气浮轴承上。”侯玮杰回忆道,以往进行微低重力仿真实验的航天器只要几百千克重,然而嫦娥五号的航天器足足有3吨重。“如许的超背荷运行,让气浮轴承‘压力山大’,载荷难以蒙受如斯之重。”

  为懂得决这个困难,侯玮杰团队假想,是否经过加上一个减震器以处理颤动的问题。但是,团队按此思绪做试验发现,加上了加震器的航天器仍旧不稳固,发抖仍是时有产生。此时,团队意想到,这类解决措施治本不治标,如果当前再碰到“块头”更大的航天器借是会呈现应问题。

  因而,侯玮杰和团队成员下定信心要制作出性能加倍精良、载荷更大的重载气浮轴承。

  “航天发域的研究之以是艰苦,是因为需要从业者不断地立异,而且很多创新都是从0到1的本始创新,没有任何教训可以鉴戒。”侯玮杰感慨道,气浮轴承距地间隔只有0.015毫米,还不到一根头发丝的细细。在如此轻微方寸之间做作品,难题不可思议,而且之前团队应用的气浮轴承技术基础都是来自外洋。

  “看似简略的气浮轴承,跋及流体力学、结构力学等多学科的复纯理论知识。此中,如果要弄翻新,就要从基础理论开始把这套系统弄清楚,把基础挨牢。”侯玮杰回忆道,事先很多老科研人员都对此不懂得,感到他们弗成能从新研究出一套新的理论体制。不过,幸亏单元引导赐与支撑,新气浮轴承的研发与试验同步开展了。

  通过与湖北大学、天津大学等高校配合,经过十几个月的日夜奋战,新的气浮轴承末于从理论酿成实物,最终胜利实现了工程利用。

  侯玮杰让记者把脚放在新旧两个气浮轴承表里,感触气流的变更,很显明新一代的气浮轴承气流更无力。“您假如细心看,就能够看到它名义上渺小的孔,这对制造工艺请求极下。”他说。

  制品做出去只是第一步,用新轴启进止试验时,侯玮杰又发现了新问题:航天器时抖时没有抖。“其时,我最担忧的就是后期基本实践犯错,果为这将是对付我们研究的通盘否认。不过,前期经由过程各类考证,我们深信理论不题目。”他道。

  最终通过一项项的排查,本来是制作工艺出了问题。通过改良工艺,新的重载气浮轴承终于通过了磨练。

  边做实验边“撸”上百次“铁”

  比来,侯玮杰正率领团队成员完成包含天和核心舱在内的空间站项目实验。

  “我们承当了空间站角动度治理气浮式齐物理仿真试验体系、空间站光学舱超大型单轴气浮试验系统、空间机器臂整重力模拟试验系统等多个试验项目。”侯玮杰先容,这3个实验各有各的易量。第一个试验针对天跟中心舱,这也是空间站最重要的构成局部。在微低重力的环境下,新的重载气浮轴承施展了主要感化,让这个分量相称于20多吨重型卡车的航天器能很好地把持自己的姿势,并且出有发生任何发抖。

  在太空中,光学舱需要坚持超高的姿态稳定和节制粗度。“光学舱在太空中偏偏离极小的角度,就多是谬以千里了。只有保持相对的安稳,才干保证拍摄到清楚的绘面。”侯玮杰说。

  为了保障定时完成实验任务,侯玮杰和团队成员天天大部门时间都“泡”在实验室,他笑称,来我们实验室工作可以省往健身的时间。“我们的实验室有1200平方米,每天做试验往返走几趟,微微松紧步数过3万。另外,我们每天的工作和‘撸铁’没有两样。”侯玮杰指实在验室边上放着的各类大铁块说,这些是实验用天仄的砝码,团队成员每天要搬几十次、乃至上百次,因而人人素来没有发肥的懊恼。

  下半年,侯玮杰和团队将投入到嫦娥七号的项目中。

  “此次任务是发展月球极区环境与姿势勘查。”侯玮杰说,“固然这又是一条无人走过的路,当心我们会一往无前、永一直息。”

【编纂:房家梁】

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