北京时间6月17日15时54分 , 神舟十二号载人飞船入轨后顺利完成入轨状态设置 , 采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱前向端口 , 与此前已对接的天舟二号货运飞船一起构成三舱(船)组合体 。 这是天和核心舱发射入轨后 , 首次与载人飞船进行的交会对接 。 哈尔滨工业大学多项技术有力支撑此次对接和发射任务 。
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发射升空(乔柏 摄)
据了解 , 空间交会对接是现代航天器长期在轨运行期间不可缺少的操作 , 是载人航天活动三大基本技术之一 。 空间对接机构是实现空间飞行器间在轨的机械连接、建立航天器联合飞行的组合体和安全分离的系统 。 从2011年神舟八号飞船与天宫一号进行首次空间对接任务开始 , 到此次神舟十二号与天和核心舱的交会对接 , 我国已经成功实施5次载人飞船的空间对接任务 。 这背后 , 始终有来自哈工大材料学院王浪平教授团队的技术支持 。
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交会对接模拟图(图片来自新华社)
空间对接机构由若干套装置实现飞船与目标飞行器的锁紧与解锁 , 锁紧过程其偏心轴等零件表面承受的应力接近材料极限 。 为了保证对接机构的工作可靠性 , 要求零件在保持微米级加工精度的同时 , 其表面获得超高硬度、低摩擦系数和防冷焊等性能 。 由于结构材料无法满足这一性能要求 , 必须采用表面强化技术来提升零件表面性能 。 然而 , 采用传统表面强化技术来处理这些零件时 , 存在零件尺寸超差、表面脆化等重大技术难题 , 导致这些零件的表面强化一度成为空间对接机构研制的核心技术瓶颈之一 。
哈工大材料学院王浪平教授团队采用离子注入与沉积技术实现了硬度与成分双梯度过渡复合表面强化层的制备 , 获得了太空环境下的高抗磨损、自润滑和防冷焊等性能 , 从而攻克了空间对接机构核心零件的表面强化难题 , 并研制了离子注入与沉积工业化装备 , 为空间对接机构上50余个核心零件的表面强化提供了设备条件 , 实现了关键技术的自主可控 , 保障了神舟八号到神舟十二号飞船与目标飞行器的可靠对接 , 并被航天八院授予“首次空间对接任务优秀协作单位” 。
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系列装备(图片由哈尔滨工业大学提供)
由于该团队在上述技术方面所取得的重要突破 , 团队研究成果多次获得国家级科研奖励 , 研究成果除应用到神舟系列载人飞船之外 , 在天舟系列货运飞船、北斗导航系统、天和核心舱等国家重大工程型号中也起到重要的支撑作用 。
此外 , 哈工大机电学院赵杰教授团队研制的空间对接机构地面测试系列装备 , 近二十余年来服务于上海航天技术研究院 , 在对接机构样机研制、定型考核、发射前校验等过程中发挥了不可替代的作用 , 圆满完成了空间对接机构研制各阶段的地面测试 , 确保我国载人航天工程中历次空间对接任务的万无一失 。
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零重力装配及试验系统(央视《大国重器
在此次航天任务中 , 赵杰教授团队首创对接过程瞬时动能等效的集约化模拟试验装置 , 解决了大质量飞行器对接过程全尺寸、高逼真模拟的工程化难题;发明的精确复现对接复杂运动序列的超大行程六自由度混联机构 , 解决了空间对接机构多自由度相对位置、速度准确模拟的难题;发明的综合能量补偿、时序判别和动态校正的对接机构动态测试技术 , 确保了极限环境下动态性能测试的准确性、时序性、快速性;发明了空间对接机构全工作空间在线测量、全参数辨识与全流程评估技术 , 研制了智能化系列装配调试测量装备 , 实现了对接机构产品的批量总装、高效精调与智能测试评估 。
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哈工大“逐梦航天”思政实践团队
核心舱空间机械臂是我国空间站的关键设备 , 未来承担着宇航员出舱活动、空间站建设、使用和维护等核心任务 , 为我国长期空间驻留和在轨服务提供了关键装备保障 。 哈工大航天学院齐乃明教授团队 , 历时十余年 , 首创气浮式零重力装配及试验技术 , 研制出了多维、高保真零重力装调及试验的系列装备 , 为大型空间机械臂的研制和地面试验做出了重要贡献 , 有力保障了工程型号任务的顺利实施 , 相关成果获得2020年国家技术发明二等奖 。
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哈工大人追梦的脚步从未停歇
哈工大化工与化学学院黄玉东教授团队针对喷管扩散段复合材料中纤维与树脂界面结合不均匀问题 , 发明了酚醛树脂与增强体复合过程中的界面浸渍强化新工艺及其新装备 , 完成了神舟系列飞船12号逃逸系统发动机喷管扩散段关键技术的研制任务 , 极大提升了发动机喷管的质量可靠性和安全性 , 为保证航天员的生命安全奠定了坚实的基础 。
从“东方红”一号卫星到神舟系列飞船再到举世瞩目的探月工程、火星探测哈工大人在中国航天史册上书写着一页页辉煌的篇章 。 在神舟系列飞船研制过程中 , 哈工大人攻破了多项技术难关 , 学校及其科研团队和个人分别荣获中国载人航天工程协作贡献奖突出贡献集体奖、突出贡献者奖成为唯一一所同时荣获三项殊荣的高校 。
【载人飞船|神舟十二号成功对接天和核心舱:哈工大多项技术有力支撑】(来源:龙头新闻·黑龙江日报采访人员 赵一诺)
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