, 由美国“亚特兰蒂斯号”航天飞机于2001年2月7日发射升空 , 对接于“团结号”节点舱(unity node module) 。
庞大的系统工程!我国系统最复杂的航天器巨大的体量是外在 , 为太空探索提供了舞台 , 复杂的系统设计是内核 , 支撑了众多的空间应用 , “天和”核心舱一个精致的“大个子” 。
规划了丰富的功能区 。 舱内配置有工作区、睡眠区、卫生区、就餐区、医监医保区、锻炼区以及物品存放区等 , 其中工作区分布于大柱段和节点舱 , 睡眠区和卫生区分布于小柱段 , 就餐区分布于大柱段 , 锻炼区在大柱段和小柱段均有分布 , 物品存放区则位于后端通道上 , 系统而完备的功能区设计 , 为航天员工作和生活提供舒适良好的保障条件 。
设计了能力强大的分系统 。 和运载火箭一样 , “天和”核心舱由多个各司其职的分系统构成 , 包括推进系统、热控系统、测控通信系统、结构和机构系统、数管系统、GNC系统、总体电路系统、环控生保系统、航天员系统、舱外服系统、载荷任务管理系统、网络管理、核心处理、数管综合管理等众多分系统 , 而每一个分系统又拥有一个复杂而完备的结构 , “天和”核心舱的复杂程度会超乎大部分人的预料 。
【你好!“天和一号”,中国规模最大系统最复杂的航天器!】
以热控分系统为例 , 这是空间站控制冷暖的“大管家” , 该分系统主要分为主动热控和被动热控两大部分 。 其中 , 主动热控主要由流体回路子系统、信息控制子系统和仪器区通风子系统三个部分组成 。 流体回路子系统在空间站周身设置了内含特殊液体的管路 , 并在舱外安装了用于散热的热控辐射器和提供流体动力的扩展泵组 , 该子系统主要分为外回路、低温内回路、中温内回路 。 如果把整个流体回路子系统比作中央空调 , 外回路就相当于空调的室外机 , 低温内回路、中温内回路就相当于室内机 , 低温内回路主要为航天员服务 , 负责冷干降温和除湿及再生生保设备散热 , 温度在露点以下;中温内回路主要为设备服务 , 负责带走密封舱大部分设备热量 , 并将热量引到舱壁需要补热的部位 , 进行热量的综合利用 , 保持温度错开露点 , 这样就避免了舱内出现大面积结露点 。
除了流体回路子系统外 , 主动热控还包括仪器区通风子系统、信息控制子系统 , 仪器区通风子系统采用的是风冷 , 用于一些不方便通过流体回路子系统散热的设备 , 通过吹风散热 , 相当于装了一些“风扇” 。 信息控制子系统是主动热控的“大脑” , 可以采集数据、控制各种泵、阀等机电产品 , 并负责整站的测温、控温等工作 , 同时 , 信息子系统还可以自主发现并处理流体回路子系统的故障 , 实现了空间站主动热控的自主健康管理 。
与主动热控平行 , 热控分系统还包含被动热控 , 这主要分为密封舱外壁和密封舱内壁两个部分 , 其中密封舱外壁包括热控材料、涂层、热辐射器等 , 比如白色多层隔热材料 , 舱外发动机区域的高温隔热屏(用于防护高温羽流);密封舱内壁则包覆着保温泡沫 , 防止低温壁面出现结露 。
“管中窥豹 , 可见一斑” , 一个热控分系统都如此复杂 , 由众多分系统组成的“天和”核心舱则是一个十分庞大的系统工程 , 也是目前我国系统最复杂的航天器 。
来自“天宫”的浪漫 , 在近地空间“搭积木”在整个关键技术验证阶段 , “天和”核心舱先后迎来了“天舟二号”货运飞船、“神舟十二号”载人飞船、“天舟三号”飞船以及“神舟十三号”飞船 , 经历了6种组合体构型、8次交会对接、3次分离撤离 。
在“天和”发射入轨时 , 处于最简单的单舱结构(标记为组合体状态一);“天舟二号”上行后对接于“天和”后向端口 , 形成轴向中后两舱组合体(组合体状态二);“神舟十二号”上行对接于前向端口 , 形成轴向前中后三舱组合体(组合体状态三);“神舟十二号”撤离下行腾出前向端口 , 恢复轴向中后两舱组合体(组合体状态四 , 构型同状态二);“天舟二号”绕飞对接于前向端口 , 形成轴向前中两舱组合体(组合体状态五) 。
“天舟三号”上行对接于后向端口 , 形成轴向前中后三舱组合体(组合体状态六 , 构型同状态三);“神舟十三号”上行对接于径向端口 , 形成四舱“T”型组合体(组合体状态七);“天舟二号”撤离下行 , 形成三舱“L”型组合体(组合体状态八);“神舟十三号”撤离下行 , 形成轴向中后两舱组合体(组合体状态九 , 构型同状态二);“天舟三号”绕飞对接于前向端口 , 形成轴线前中两舱组合体(组合体状态十 , 构型同状态五) , 合并同类项 , 在关键技术验证阶段“天和”共经历了6种组合体构型 。
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