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神舟九号电源系统先进飞行壹天仅耗电43度

时间:2019-09-19 06:25:09 来源:互联网 阅读:0次

  今日傍晚,长二F火箭成功运送神舟九号飞船至太空,执行中国首次载人交会对接任务。据了解,飞船绕地球飞行1小时只需要耗电1800瓦,一天飞行下来,耗电量只有43度。虽然神九耗电不大,但却有一颗强大的心脏即电源系统,时时刻刻为飞行提供电力保障。

  可靠性要求

  据负责电源系统研制生产的中国航天科技集团公司八院811所有关技术人员介绍,载人航天工程二期电源系统的供电能力比一期时增强了50%,相应的设计、控制、结构、材料等都更加先进。

  电源分系统由30多台单机设备、1万多个元器件组成,是一个非常复杂的系统。在神舟飞船各大分系统中,电源系统是可靠性要求的系统之一,因为如果没了电,就如同做无米之炊。

  自2003年开展载人航天工程二期电源系统研制以来,811所研制人员从设计一开始就严格把关,通过控制元器件与原材料质量、优化内部结构、进行冗余设计等多种手段,确保电源系统的可靠性。

  同时,811所建立了完善的质量保证体系,技术人员按照工作再细都不算细的质量要求,在研制与生产过程中,从零件、分系统到整个电源系统都会开展多项试验,严把质量关。以飞船加电测试为例,就要进行1500多个小时。

  经过8年的艰苦攻关,电源系统的成熟度与可靠性在天宫一号和神舟八号上得到了充分验证,为完成首次载人交会对接任务奠定了基础。

  飞船离不开的系统

  神舟九号电源系统共有3种电源,即太阳电池帆板、镉镍蓄电池、应急电池。

  在火箭发射前几个小时,电源系统会被充满电,从火箭发射的那一刻起,就开始工作了。在火箭发射后,人们都会非常关注飞船太阳能帆板是否能够顺利展开,因为电源系统实际上就是一个光伏系统,像一个小发电场,能源的来源就是太阳能,只有太阳能电池帆板展开了,电源系统才能正常工作。而依靠太阳能发的电,一部分供给飞船使用,一部分则用蓄电池储存起来。

  神舟九号绕地球飞行一圈需要约90分钟,这期间有50多分钟是在阳光照射下的光照期,太阳电池帆板可以正常工作并给储能电池充电。但有30多分钟却是在没有阳光照射的地影期,太阳电池帆板将停止工作,这时维持飞船正常运转的电能都来自镉镍蓄电池事先储藏好的电能。这就像我们平时使用的一样,只有给电池充好电才能正常工作,所以在光照期为蓄电池充好电,飞船才能维持正常运转。

  而交会对接实施后,天宫一号与神舟九号将共同飞行,由于位置的原因,天宫一号会遮挡住飞船部分太阳电池帆板,被遮挡部分则不能正常充电。为了解决能量平衡问题,交会对接成功后的,天宫一号将为神舟九号提供一部分电能,而神舟九号只需要在每50多分钟内充十几分钟的电就可以了。

  此外,电源系统还有重要的救命的作用。万一飞船发生不测,应急电池就会起用。应急电池使用的是高性能比新型银锌电池,其作用就像UPS。出现紧急情况时,飞船返回地面需要 4个小时,而应急电池可以确保飞船供电,以及落地后为搜救系统提供24小时的用电。

  为了航天员能吃上热饭

  航天员在天上飞行的十几天里,生活用电都要依靠电源系统。在载人航天工程一期时,由于供电能力有限,航天员怕费电,舍不得加热饭菜,吃的都是冷饭。

  载人航天工程二期使用的电源系统中,太阳能帆板的材料采用了三结砷化钾,与一期使用的多晶硅相比,发电能力提高了一倍。这也使得电源系统的健壮性更强。同时,电源系统采用高压体制,减少了各种损耗。由于电能供应充足,神舟九号可以确保航天员顿顿吃上热饭。

  神舟九号和天宫一号对接后,船器将并发电,主要由天宫一号为神舟九号供一定功率的电能,在供电不足的情况下,神舟九号再用自身的电能补充。

  为了能提升电源系统的各项性能,811所的技术人员多年来超常工作,加班加点已经习以为常,但大家都努力把工作做到、做到。对于技术人员来说,的奖励就是能够休息几天,的回报就是飞船能够成功飞天、安全返航。

  要成为一名成熟电源系统的技术人员,至少需要在研制生产一线磨练十年,有了载人航天一期、二期工程的技术积累与人才积累,在载人航天工程三期中,电源系统将实现新的跨越。

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