(相關(guān)資料圖)
夢(mèng)天實(shí)驗艙發(fā)射圓滿(mǎn)成功,中國空間站“T”字基本構型即將亮相。據中國航天科技集團相關(guān)專(zhuān)家介紹,天宮空間站得以長(cháng)時(shí)間遨游太空,三種類(lèi)型的大大小小的“翅膀”——太陽(yáng)電池翼作用關(guān)鍵:神舟載人飛船采用剛性太陽(yáng)翼、天舟貨運飛船采用半剛性太陽(yáng)翼、核心艙和2個(gè)實(shí)驗艙采用柔性太陽(yáng)翼,一起在太空迎光翱翔,成為空間站在軌運營(yíng)的“能量擔當”。
剛性太陽(yáng)翼:技術(shù)成熟、穩定可靠、適應性廣
剛性太陽(yáng)翼、半剛性太陽(yáng)翼、柔性太陽(yáng)翼是目前所有太陽(yáng)翼種類(lèi)。它們造型風(fēng)格不同,但各具特色、各有所長(cháng)。
剛性太陽(yáng)翼是指采用碳纖維面板、鋁蜂窩復合材料作為基板的太陽(yáng)電池翼,具有良好的剛度和強度,給電池片提供了一個(gè)“豪華大床”。剛性太陽(yáng)翼是世界航天史上最早應用的可折疊式太陽(yáng)電池翼,也是被各個(gè)航天強國廣泛采用的技術(shù)方案。
載人航天,人命關(guān)天。從神舟飛船設計伊始,研制團隊就瞄準了技術(shù)已趨于成熟的剛性太陽(yáng)翼。神舟飛船的太陽(yáng)翼展開(kāi)面積24平方米,具備高剛度、高強度等優(yōu)勢;飛船入軌后,剛性太陽(yáng)翼可在十幾秒內實(shí)現快速展開(kāi),且一次展開(kāi)到位,滿(mǎn)足飛船的供電需求。
歷經(jīng)從無(wú)到有的技術(shù)攻關(guān),1999年,我國第一款應用于載人航天領(lǐng)域的剛性太陽(yáng)翼隨神舟一號飛船的成功發(fā)射亮相太空。
自神舟一號飛船開(kāi)始,剛性太陽(yáng)翼23年如一日“服役”于神舟飛船,如今已成為神舟飛船的“得力干將”。憑借穩定可靠的出色性能,剛性太陽(yáng)翼目前已成為我國衛星領(lǐng)域使用最廣泛的產(chǎn)品。
半剛性太陽(yáng)翼:輕量化、高承載、可實(shí)現空間環(huán)境防護
如果將剛性太陽(yáng)翼比喻為“乒乓球拍”,那么半剛性太陽(yáng)翼則像“網(wǎng)球拍”。
半剛性太陽(yáng)翼創(chuàng )造性地采用了玻璃纖維網(wǎng)狀結構,從而具備了輕量化、高壓安全性、高承載性以及空間環(huán)境的強防護性,特別是對低軌空間環(huán)境中原子氧、等離子體的防護性較強,極大體現了半剛性太陽(yáng)翼所具備的長(cháng)壽命優(yōu)勢。與剛性太陽(yáng)翼一樣,半剛性也具備展開(kāi)方式簡(jiǎn)單、展開(kāi)速度快的優(yōu)勢。
2011年,航天科技集團八院805所太陽(yáng)翼團隊成功研制國內首套低軌高壓半剛性太陽(yáng)翼,并首次應用于天宮一號目標飛行器,助力天宮一號實(shí)現了在軌多年的可靠運行。此外,半剛性太陽(yáng)翼在研制初期即實(shí)現了產(chǎn)品的全國產(chǎn)化。
柔性太陽(yáng)翼:大面積、柔性、長(cháng)壽命、高可靠、可重復展收
中國空間站三個(gè)主要艙段上的柔性太陽(yáng)翼,突破了剛性太陽(yáng)翼、半剛性太陽(yáng)翼在體積、重量、功率上的限制,具備體積小、展開(kāi)面積大、功率重量比高的優(yōu)勢,且薄如衣服,收攏后厚度只有18厘米,與一部手機的長(cháng)度相當,僅為剛性太陽(yáng)翼的八分之一。
目前,中國空間站共配備了2種規格6套大型柔性太陽(yáng)翼。天和核心艙上的柔性太陽(yáng)翼是空間站首個(gè)大面積可展收柔性太陽(yáng)翼。
問(wèn)天、夢(mèng)天實(shí)驗艙各配備了2套大型柔性太陽(yáng)翼,單套展開(kāi)面積達到138平方米,單個(gè)功率高達18千瓦,整個(gè)太陽(yáng)翼日發(fā)電量可達近1000度,能為三艙組合體提供80%的能量。
作為一種全新的太陽(yáng)電池翼,柔性太陽(yáng)翼的系統組成、展開(kāi)原理、技術(shù)難點(diǎn)與傳統剛性、半剛性太陽(yáng)翼大相徑庭。傳統剛性、半剛性太陽(yáng)翼都是一次展開(kāi),在短短十幾秒內就完成所有動(dòng)作;大型柔性太陽(yáng)翼則在全世界范圍內首創(chuàng )“二次展開(kāi)”技術(shù),整個(gè)過(guò)程持續80分鐘。
據了解,實(shí)驗艙發(fā)射后獨立飛行階段,柔性太陽(yáng)翼首先展開(kāi)一部分電池板以滿(mǎn)足實(shí)驗艙能量需求,可以降低飛行控制難度,使得交會(huì )對接又穩又準,在交會(huì )對接完成后全部展開(kāi),建立完整的能源系統。
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