據(jù)《勞動報》報道,神舟十一號飛船繼承了神舟十號的技術狀態(tài),由軌道艙、返回艙和推進艙三艙構成,軌道艙是航天員的生活艙,返回艙作為控制艙,推進艙提供能源和動力,其中由中國航天科技集團公司八院(即上海航天技術研究院)承擔的是電源分系統(tǒng)、對接機構分系統(tǒng)、測控通信子系統(tǒng)、總體電路(電纜網(wǎng)及載人飛船配電器)、推進艙結構及總裝,包含了采用國產(chǎn)化材料太陽翼等技術狀態(tài)更改多達數(shù)十項。作為擁有當今組成最復雜、電源種類最多的型號,中國航天科技集團公司八院承擔的電源分系統(tǒng)交出了一份滿意的答卷。
太陽電池翼:國產(chǎn)化90%以上
值得一提的是,神舟十一號飛船采用的太陽翼是我國載人航天領域第一個全國產(chǎn)化材料的太陽翼,打破了以往太陽翼基板結構的高性能碳纖維材料依賴進口,受制于人的局面,為實現(xiàn)空間站工程自主可控奠定了基礎。八院與配套單位合作,僅用了一年多時間就成功研制出采用國產(chǎn)高模量碳纖維和鋁蜂窩芯的剛性太陽翼,性能指標達到國際先進水平。
“國產(chǎn)化的材料雖然在其他衛(wèi)星上也有用過,但是用的地方和我們的不一樣?!鄙裰凼惶栯娫捶窒到y(tǒng)技術負責人沈冰冰表示,材料的穩(wěn)定性是太陽電池翼的關鍵,也是啟用國產(chǎn)化材料后的較大風險點。起初,上海航天人們對國產(chǎn)的材料特性不清楚,工藝特性也不了解,只能抱著從零開始的心態(tài),慢慢摸索。
從確定方案,把關方案的正確性和可行性,到通過反復的地面疲勞試驗、強度試驗,以及仿真飛行試驗驗證、工藝試驗,將太陽電池翼的穩(wěn)定性做到最大化。最終,神舟十一號的“翅膀”在元器件上達到了90%以上國產(chǎn)化,成為了目前國內(nèi)所有衛(wèi)星型號中國產(chǎn)化最徹底的型號。
電源:跨越30天這道坎
神舟十一號的飛行任務比神舟十號的15天延長至30天,雖說兩者的設計壽命都是半年,但作為載人船的主電源,從沒飛過這么久。30天,這對電源分系統(tǒng)的控制是一場“大考”。理論永遠抵不過實際經(jīng)驗,真要上“考場”了,“家長們”不免還是會多做準備。
當神舟十一號和天宮二號對接??亢?,部分設備停止工作,屆時整個飛船的負載將減小至40%,蓄電池在長期小負載情況下不斷充放電,產(chǎn)生記憶效應,一旦負載又增加回到額定負載,就會出現(xiàn)蓄電池供電能力不足的問題,而這些都是電池本身的特性決定。為解決這一棘手問題,使蓄電池“失憶”,811所儲能電源事業(yè)部采用調整充電曲線的方法,通過大量地面長期試驗,最終摸索出了一條和神舟十一號工作狀態(tài)相匹配的充電曲線。
為給蓄電池加固雙保險,沈冰冰、鐘丹華、邢路、舒斌等設計師反復比較神舟八號、九號、十號三艘飛船8年的數(shù)據(jù),總結經(jīng)驗,確保萬無一失。
從神舟一號到神舟十一號,中國載人航天工程載人空間站系統(tǒng)副總師馬季軍、蓄電池專家費君生、勇挑設計重擔的沈冰冰,十一朝元老在811所并不少見,在他們的“庇佑”下,神舟飛船的電源系統(tǒng)總是表現(xiàn)出色。但即使是這樣,每一代的神舟飛船總會有或大或小的改動,“這幾年,我們對在軌飛行的數(shù)據(jù)進行了很多