天宮一號(hào)對(duì)接機(jī)構(gòu)研制16年成功申報(bào)20多項(xiàng)專利

對(duì)接技術(shù)是我國(guó)載人航天活動(dòng)必須掌握的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。記者從上海航天技術(shù)研究院獲悉，天宮一號(hào)對(duì)接機(jī)構(gòu)的研制之路長(zhǎng)達(dá)16年之久，目前已成功申報(bào)20多項(xiàng)專利。

據(jù)悉，在天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器任務(wù)中，上海航天技術(shù)研究院承擔(dān)了資源艙結(jié)構(gòu)與總裝、電源分系統(tǒng)、對(duì)接機(jī)構(gòu)分系統(tǒng)、測(cè)控與通信分系統(tǒng)配套單機(jī)、總體電路分系統(tǒng)資源艙電纜網(wǎng)的研制任務(wù)。

我國(guó)是除俄羅斯之外的第二個(gè)生產(chǎn)對(duì)接機(jī)構(gòu)的國(guó)家。天宮一號(hào)的對(duì)接機(jī)構(gòu)共有118個(gè)傳感器進(jìn)行測(cè)量，5個(gè)控制器接發(fā)指令，上千個(gè)齒輪軸承進(jìn)行力和運(yùn)動(dòng)的傳遞，通過(guò)14個(gè)電機(jī)和電磁拖動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)作，數(shù)以萬(wàn)計(jì)的零件和緊固件組成復(fù)雜的、機(jī)電一體化的周邊式對(duì)接機(jī)構(gòu)，中間留有直徑800毫米的人孔通道。這種活動(dòng)部件多、傳動(dòng)鏈長(zhǎng)、精度要求高的產(chǎn)品，必須有系統(tǒng)集成的工程化設(shè)計(jì)才能完成，目前已成功申報(bào)了20多項(xiàng)專利。

據(jù)介紹，我國(guó)從載人航天工程之初，就同步開(kāi)展了交會(huì)對(duì)接技術(shù)的論證工作。上海航天技術(shù)研究院805所研制隊(duì)伍從1995年就開(kāi)始著手對(duì)接技術(shù)原理研究、仿真探索，1999年制造出了第一臺(tái)1：1的原理樣機(jī)，2000年開(kāi)始10項(xiàng)部件級(jí)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，2002年研制面向工程應(yīng)用的對(duì)接機(jī)構(gòu)攻關(guān)樣機(jī)和4項(xiàng)大型系統(tǒng)級(jí)地面模擬試驗(yàn)設(shè)備，2005年對(duì)接機(jī)構(gòu)分系統(tǒng)正式立項(xiàng)，2009年12月完成初樣研制轉(zhuǎn)入正樣工作，2010年11月完成正樣產(chǎn)品研制交付，2011年到基地靶場(chǎng)成功進(jìn)行試驗(yàn)。整個(gè)研制之路長(zhǎng)達(dá)16年之久。

為再現(xiàn)天上的對(duì)接過(guò)程，航天設(shè)計(jì)人員從工程一開(kāi)始還策劃建立了一套完整的對(duì)接模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了在高低溫、真空、失重等空間環(huán)境條件下的捕獲、緩沖和分離過(guò)程。尤其是對(duì)接緩沖試驗(yàn)臺(tái)，采用了世界首創(chuàng)的氣浮裝置，可以完成捕獲緩沖和連接分離試驗(yàn)；熱真空試驗(yàn)臺(tái)，可以模擬再現(xiàn)對(duì)接機(jī)構(gòu)天上工作的全過(guò)程。數(shù)千次的模擬試驗(yàn)表明，該試驗(yàn)系統(tǒng)的真實(shí)性、精確性與重復(fù)性已達(dá)到世界領(lǐng)先水平。