亲爱的朋友们,我是神舟十五号飞船返回舱,我想你们已经得知了我搭载着3名航天员成功返回的好消息,相...
亲爱的朋友们,我是神舟十五号飞船返回舱,我想你们已经得知了我搭载着3名航天员成功返回的好消息,相信你们一定是振奋不已,而我的内心也是心潮澎湃,久久不能平静。
从1999年神舟一号飞船成功发射,到2003年神舟五号飞船完成首次载人飞行,再到我今天的顺利“到家”,我们国家已完成了十次载人飞行任务。这20多年来,我们“神舟飞船家族”持续受到大家的广泛关注和高度喜爱。
“这个侧面为什么是金色的?”“这两个洞是干什么的?”“航天员座椅为什么是这样子的?”“神舟飞船到底是怎么造出来的?”……很多朋友也对我们的外形充满了好奇,特别是负责航天员天地往返的返回舱。所以,我决定给你们写这封信,介绍一下我的成长经历。
首先简单介绍一下我自己吧。我和轨道舱、推进舱相连,共同组成了神舟飞船。和结构类似,我也有“内脏”“骨骼”“皮肤”,甚至“外衣”,我的“皮肤”和“骨骼”是紧密连接的,航天科技集团五院的研制人员把它们叫做“蒙皮+筋”结构。蒙皮类似于“皮肤”,起到舱体密封作用,筋类似于“骨骼”,起到支撑加强作用,而为了让我能够在太空超200℃的巨大温差环境下维持舱内适宜的温度,研制人员还会为我穿上一层特殊的“外衣”——热控涂层。在我的体内,还有降落伞舱、航天员座椅等产品布局。
至于我是如何成长为这个样子的,都需要经历哪些步骤,可以用6个字“铣”“吹”“卷”“缝”“热”“穿”来简单概括。下面,让我给大家科普一下吧!
铣加工过程中,我要保持身姿不动,通过加工工具的旋转和移动为我雕刻出标准的体型,比如我的出舱舱门、舱门门框等部位都是通过这个方式打造的。由于我体型具有“薄壁、精度高”的特点,加工时堪比在气球上进行雕刻。为此,研制人员对加工过程的工具旋转速度和加工路径进行了精密设计。
同时,为了保证航天员的安全,他们还通过选择最佳的切削参数和过程控制,满足了我密封部位对平面度、粗糙度苛刻的加工要求,为后续高质量的装配奠定基础。
大家都知道,我们神舟飞船返回舱内航天员座椅有着特殊的外形轮廓,航天员坐在其中就像胎儿在母体中的姿态,在强过载冲击下,能够最大程度地减轻伤害。但是好多人并不知道这套座椅是怎么生产出来的。
实不相瞒,它们是“吹”出来的。工艺人员常常挂在嘴边的“吹”,其实是一种比较先进的热成形工艺方法,它的学名叫做“超塑成形”。这种工艺方法在约500℃和4个大气压的条件下实现铝板大变形量复杂轮廓零件的整体精密成形。生活中一些豪华跑车的变化流线车身上也有应用。
我的皮肤是一层金属蒙皮,其中“头部”和“底部”是“吹”出来的,而我“腰身”是通过滚弯成形实现的,大家也可以形象地理解为“卷”。
要实现精确地“卷”,就需要滚弯机这一利器。在它的加持下,4块金属板材从平面“卷”成了弧面,并组合成为三维锥筒。
为了保证我身体体型的标准,技术人员提前精确裁剪金属板材,确保平面状态的尺寸及轮廓精准,为“卷”筒奠定良好基础。随着滚弯成形技术的发展,该技术已经应用到天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱、天舟货运飞船等大型舱体的复杂一体化筋格蒙皮结构中,我为他们不断的创新突破感到骄傲。
我的身体是由多个部分组成的,为了保证航天员的安全和舱体密封要求,需要通过焊接的方法实现,而负责焊接的操作者们也常常被称为“铁裁缝”。
其实,要让我的身体“天衣无缝”,难度很大。告诉大家一组数据吧,在我的身上有50余条焊缝,总长度近70米,焊点数量2600余个。为了把我完美打造出来,需要用到10余套工装、70余道工序,上百个零件,会涉及到手工焊和自动焊两种方式。
为了保证焊接质量,焊接时要时刻观察“缝合”质量,因此焊接技能大师们往往一趴就是半天,每次身上都会被汗水湿透。而每当看到美丽的“鱼鳞”状焊接纹路时,我都会在心中为他们的高超技艺点赞!
西游记故事中,孙悟空经历太上老君的三昧真火,练就金刚之躯和火眼金睛。其实我也需要经历“三昧真火”,这样我的身形会更加标准。
在“塑形”的过程中,我先后经历490-500℃及160-190℃的高温历练,使我的骨骼更加健壮。另外,在加工阶段和整舱焊接过程,我的身体会产生内在的不适感,工程师把它称为“残余应力”。它的存在会导致我在任务执行时,产生裂纹、变形的风险,所以他们会设置1-2次“热敷”,采用100-120℃的温度,将我体内的残余应力进行释放,从而保证我在飞行时的良好状态。
当我与空间站交会对接后,“身体”难免会被其他舱体遮挡,因此表面最低温度可低于零下100℃。不过,有时候我的局部又会持续受到太阳照射,最高可超过100℃。
为了给航天员提供合适的环境,研制人员设计出了一款低吸收-低发射热控涂层,并喷涂在我身体表面。我就像穿了一件神奇的银色控温“冲锋衣”,能够在200℃大温差、长期低温及强辐射的太空中,将舱内环境温度控制在18-26℃,自在翱翔。
至于大家好奇的返回舱返回地球后,外表面金光闪闪的样子,那其实就是我们银色外衣在返回地球时,与大气层高速摩擦并氧化变黄后的样子。
介绍了上面这么多,不知道朋友们是否对我的成长经历有了更加深入的了解。回想二十年前,我的五哥(神舟五号飞船)完成我国首次载人航天任务,成为我们“神舟家族”永远的骄傲。那时,还没出生的我,注定会肩负起更新更重的载人航天使命。
六个月前,我们神舟十五号飞船成功与空间站交会对接。那一刻,中国空间站组合体首次形成了由6个航天器组成的“三舱三船”的最大构型,6名中国航天员在太空首次上演 “太空会师”。此时,不辱使命、安全回到祖国大地的我,依旧内心激荡、难以忘怀。
如今,中国空间站已全面进入应用与发展阶段。5月30日,我在中国空间站热烈迎接了十六弟(神舟十六号飞船)的到来。相信十六弟在新的上,将会悉心守护“博士”乘组,保障他们在新任务、新征程中工作和生活安全。期待几个月后,我们在美丽的地球家园再次相聚。
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