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我国太空对接地面模拟技术跻身世界一流

       新华网上海11月3日电(记者张建松)神舟八号与天宫一号在太空成功对接,使我国成为继美、俄之后第3个掌握交会对接技术的国家。记者从对接机构的研制单位——上海航天技术研究院了解到,我国太空对接的地面模拟技术已跻身世界一流。
 
      要在地面真实模拟两个航天器在太空对接运动的过程,首先必须克服地球引力的影响,比较真实地再现物体在失重环境的运动。由于地球引力使物体产生重力,重力产生摩擦力,摩擦力阻碍物体的运动。如果能够消除或最大限度地减小摩擦力的影响,就能比较真实地再现物体在失重环境的运动。
 
      基于这一原理,由上海航天技术研究院805所、中科院沈阳自动化所、哈尔滨工业大学、青岛精密仪器公司等多家单位联合研制的空间对接机构缓冲试验台构思新颖、设计巧妙,目前已拥有多项国家专利发明技术。
 
      记者在上海航天技术研究院805所看到,该试验装置建造了两艘质量、惯量、质心与真实的飞行器完全相同,并能够安装真实对接结构的飞行器模拟件,可通过独创的气浮技术,将两个飞行器模拟件悬浮起来。由于空气的摩擦阻力非常小,可以忽略不计,因此能较真实地模拟两个飞行器的对接机构在失重状态下,从碰撞、捕获、缓冲、连接到分离的全过程,并能测量整个过程中,两个飞行器模拟件的位置和速度,以及对接过程中的撞击力和缓冲力的变化。
 
      总重量100多吨的空间对接机构综合试验台,是我国载人航天二期工程最大的地面试验设备,由上海航天技术研究院805所牵头,哈工大、上海交大、浙大、华东计算机所、上海重机厂等多家单位参与共同研制。
 
      据介绍,综合试验台采用“半物理仿真试验”原理,能模拟最大质量为8吨-100吨的空间飞行器对接动力学全过程,并能模拟飞行器的在轨高低温环境运行。其中,参与试验的主动对接机构和被动对接机构是真实产品,飞船和空间站的质量、惯性等特征则采用数字模型描述。根据给定的交会对接初始条件,通过控制“六自由度运动模拟器”来实现两个飞行器对接过程的相对运动,使对接机构进行碰撞、捕获、缓冲、校正试验,与缓冲试验平台在功能上相互补充,在试验结果上相互验证。
 
      由上海航天技术研究院牵头、哈尔滨工业大学承制的空间对接机构整机特性测试台,可对空间对接机构装配完成后的特性参数进行测试,主要包括对接配合尺寸、对接环运动和力学特性、传动系统和捕获系统承载能力、机电配合特性等。
 
      以哈尔滨工业大学为主研制的空间对接机构热真空试验台,则专门用于考核对接机构在真空高、低温环境条件下的工作性能。该试验装置能将对接机构放入一个足够大的真空罐中,建立高空高低温试验环境,利用飞轮模拟两个飞行器的动能,建立初始条件实现对接过程,进行碰撞、缓冲、密封连接、分离试验。
 
      这些高水平的大型试验设备的成功研制大大提升了我国航天技术水平,为我国从航天大国迈向航天强国打下了坚实的基础。


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