[科普中國(guó)]-探秘天舟一號(hào)結(jié)構(gòu)高效承載兩大利器

據(jù)中國(guó)載人航天工程辦公室消息，經(jīng)空間實(shí)驗(yàn)室飛行任務(wù)總指揮部研究決定，瞄準(zhǔn)4月20日19時(shí)41分發(fā)射天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船。天舟一號(hào)是載人空間站工程的重要組成部分，主要任務(wù)是為載人空間站（空間實(shí)驗(yàn)室）運(yùn)送貨物和推進(jìn)劑等物資，并將空間站廢棄物帶回大氣層燒毀。

外觀上看天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船的構(gòu)造類似于天宮一號(hào)，都是由大直徑的貨物艙和小直徑的推進(jìn)艙組成，貨物艙用于裝載貨物，推進(jìn)艙為整個(gè)飛船提供電力和動(dòng)力及裝載補(bǔ)加推進(jìn)劑，但是這只是表象，其實(shí)天舟一號(hào)內(nèi)部有大大的玄機(jī)，天舟一號(hào)作為裝載航天員快遞的大力士，物資上行能力超過(guò)6噸，接近是天宮一號(hào)的2倍，高于俄羅斯研制的進(jìn)步號(hào)M型和美國(guó)的天鵝座飛船擴(kuò)展型。以公開(kāi)數(shù)字為準(zhǔn)，天舟一號(hào)的載貨比同樣高于日本和歐洲的貨運(yùn)飛船。天舟一號(hào)高效承載有何秘籍？我們就來(lái)探秘其間最重要的兩把利器。

利器一：簡(jiǎn)約而不簡(jiǎn)單的貨架

對(duì)于天舟一號(hào)實(shí)現(xiàn)的大承載，內(nèi)部采用的高效承載貨架設(shè)計(jì)功不可沒(méi)。表面上看，這貨架和普通的書(shū)架類似，但其細(xì)節(jié)和構(gòu)型都是經(jīng)過(guò)多輪分析討論的結(jié)果，貨架采用一種基于蜂窩板、碳纖維立梁的梁板結(jié)構(gòu)，形成大量的標(biāo)準(zhǔn)裝貨單元，傳力效果好，結(jié)構(gòu)與貨物重量比達(dá)到8%。同時(shí)，采用適用于蜂窩板的預(yù)埋封邊梁方法，巧妙地消除蜂窩板結(jié)構(gòu)銳邊，既避免劃傷人手，又解決了邊緣薄弱、易破壞的的問(wèn)題。為了不斷挑戰(zhàn)承載極限，設(shè)計(jì)師還精心設(shè)計(jì)了一種大承載輕量化預(yù)埋結(jié)構(gòu)，既能適應(yīng)傳統(tǒng)剛性結(jié)構(gòu)安裝，又能適應(yīng)柔性束縛帶的連接承載，經(jīng)過(guò)測(cè)試，三個(gè)這種預(yù)埋結(jié)構(gòu)就可以承載一臺(tái)豪華轎車。此外，大承載貨架結(jié)構(gòu)與密封艙主結(jié)構(gòu)的連接環(huán)節(jié)也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一大亮點(diǎn)，碳纖維結(jié)合鋁合金的設(shè)計(jì)，避免了在軌環(huán)境下內(nèi)壓載荷對(duì)結(jié)構(gòu)造成的破壞。這一項(xiàng)項(xiàng)先進(jìn)、便利的技術(shù)成就了高效承載的貨架結(jié)構(gòu)，保證天舟一號(hào)穩(wěn)固地運(yùn)送貨物。

利器二：適應(yīng)多種貨物的貨包

由于天舟一號(hào)要運(yùn)送的物資中有許多精密的儀器設(shè)備和宇航員用品，發(fā)射段受力又大，生怕磕碰，因此只用高強(qiáng)度的貨架可不行，對(duì)于敏感的電子器件、機(jī)械硬件系統(tǒng)以及其它生活物資等通常采用“軟包裝”或類似方法來(lái)實(shí)現(xiàn)裝載、運(yùn)送。這種“軟包裝”與傳統(tǒng)的硬連接不同，它是包裹在泡沫或氣囊袋里面，再一起固定在貨架上，而不是直接與運(yùn)載工具的內(nèi)部貨架結(jié)構(gòu)相連接。由于“軟包裝”為裝載對(duì)象提供了一個(gè)柔軟的、高阻尼的、分布式系統(tǒng)的支撐，可以獲得一個(gè)高度隔離/減振的載荷環(huán)境，也為貨物的上行運(yùn)輸提供了更好的適應(yīng)性和合理的貨包綁扎方式。貨包設(shè)計(jì)過(guò)硬不行，容易對(duì)貨架進(jìn)行磕碰，過(guò)軟也不行，不能有效保護(hù)貨物。為了確定貨物綁扎方式，結(jié)構(gòu)和總裝的人員在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)一待就是三個(gè)月，終于確定了綁扎方式和內(nèi)部泡沫的設(shè)計(jì)。（來(lái)源：人民網(wǎng)）