推进剂在轨补加技术

更新时间:2022-06-27 20:42

推进剂在轨补加技术是一种航天技术。

中国成功突破和掌握推进剂在轨补加关键技术。2017年4月27日,天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室成功完成首次推进剂在轨补加试验,标志天舟一号飞行任务取得圆满成功。

在轨推进剂补加,主要通过安装在对接机构上的4路推进剂补加液路浮动断接器来实现。对接机构虽不直接参与空间推进剂补加任务,但是它为补加任务提供了平台和初始条件。为完成这一使命,天舟一号对接机构进行了全新升级。

天舟一号要顺利地把推进剂供给天宫二号,两个对接机构必须对接得严丝合缝。航天器的交会对接将会产生巨大的对接能量,对于对接机构的缓冲耗能能力提出了很高的要求,这也是空间站建设必须突破的一项技术。为此,设计师们通过技术攻关,破解了这一难题,成功推出了二代对接机构。二代对接机构既不影响原捕获性能,又实现了对接机构捕获后的大吨位耗能需求,可以很好满足本次及后续任务的需求。

实现推进剂补加的“全能王”和“密匙”

推进剂能实现顺利补加,推进管理器、补加管理器和KX6-3到位开关发挥了重要作用,满足了补加阶段的众多功能要求。

推进管理器是推进分系统名副其实的‘全能王’。它不仅承担了推进分系统推进舱的所有温度、压力、位移模拟量遥测,还负责推进舱推进控制驱动器,以及补加控制驱动器数字量遥测信息的采集、转换和编码发送等。补加管理器控制了浮动断接器,保证补加过程中的密闭。要实现这么多功能,就需要推进管理器和补加管理器协同工作。通信总线是推进管理器的“神经”,它指挥驱动器工作;传感器及模拟量采集则被称为推进管理器的“眼睛”,用来获知推进分系统各部位的状态,譬如哪里“受冻(温度低)”了、哪里“病变(阀门坏)”了、是否“渴(燃料储量低)”了等等。

KX6-3到位开关,则是此次天舟一号下达补给和分离指令的“密匙”。在加注与分离两个关键步骤中,到位开关都担负着重要使命。它们被安装在天舟一号推进分系统浮动断接器插合与分离面的两端,用于判断天舟一号与天宫二号推进剂加注口插合、密封是否具备补给条件。待加注完毕后,到位开关还将判断补加系统是否具备分离条件,确保推进剂补加系统正常分离。

“能源基地”提供重要保障

此次补加推进剂,需要大型液体燃料贮箱。而贮箱膜盒则是该贮箱的核心部件,也是空间站燃料储存的“能源基地”,可实现“反复加注、重复使用”的目标,属中国国内首创。

推进剂在轨补加技术的突破和掌握,使原本只能在一定时间内运行的飞船变为长期在太空运行的工作站。当天宫二号贮箱膜盒里的燃料排放到一定程度需要补充时,由天舟货运飞船将燃料带入太空,在与天宫二号对接后,实施膜盒燃料的加注,如此反复,确保空间站在太空长期运行。

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