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比天和中枢舱更长、更多,问天实际舱的机械臂,有多先进?

发布日期:2024-11-02 19:02    点击次数:126

好意思国空军中将科斯特曾对媒体暗示,中国在天外界限仅用 10 年就达到了好意思国 50 年的建树。天然好意思国现时仍最初,但这种上风正在逐渐销亡。

今天得胜放射的问天实际舱,很好地解说了这句话。短短一年,我们就在航天机械臂界限已毕了对海外空间站的赶超,以致卓绝。

【什么是机械臂?】

机械臂就像东谈主的手臂雷同,是一种机械装配,经常领受仿生学结构,效法东谈主的手臂,有好多能目田旋转的重要。

比如说问天实际舱上搭载的七目田度机械臂,它由三个重要构成肩部,一个重要构成肘部,还有三个重要构成腕部。

在中央科罚器的息争下,这七个重要相互配合,使得机械臂概况像东谈主类手臂雷同生动,能在前后驾驭各个角度和位置抓取物体。

除了七目田度机械臂,问天实际舱上还有个特意用于转位对接的机械臂,它能拖着几十吨重的空间站舱体在天外旋曲折动。

这即是机械臂利弊的点——承载智力强。看天和中枢舱机械臂,自爱 0.74 吨,能纵脱迁移 25 吨重的物品,就跟 60kg 的东谈主类举起 2 吨重的物体雷同纵脱。

天然我们的机械臂很利弊,但跟海外空间站上的“加拿大 2 臂”比,还差得远呢!“加拿大 2 臂”自爱 1.8 吨,却能举起 116 吨的东西。天和中枢舱放射的时刻,有东谈主说我们在航天机械臂这方面比西方过期了 40 年。

【为什么机械臂差距这样大?】

最紧迫的是,西方国度机械臂起步早。

最早的机械臂,源自工业分娩。1956 年,好意思国通用汽车新泽西工场里,出身了宇宙上第一个工业机械臂。

随后,随着西洋汽车工业的发展,机械臂因可替代东谈主工从事抓捏、搬运、焊合等重膂力、危急职责而不竭发展。

20 世纪 70 年代,加拿大的 DSMAAtcon 公司发明了一种机械臂,概况给核电站响应堆添加燃料。

然后,在 1975 年,NASA 和加拿大国度权术理事会签了一份公约。NASA 会雇用加拿大的公司,去研发并打造一个能在天外里用的遥控机器手。

1981 年,加拿大给 NASA 送了个宇宙上首个航天机械臂,这个机械臂装在哥伦比亚号航天飞机上,能拎的东西也就 330 来千克。

在接下来的十几年间,加拿大不绝给 NASA 送去了 5 个机械臂。通过不竭改良,后续的机械臂越来越先进,不仅具备 6 目田度的迁移智力,承载智力也在 3 吨之上。

这些机械臂随着好意思国的航天飞机,搞了 90 屡次活,给海外空间站的扶助帮了大忙。比如,有了机械臂,航天员们就无谓再冒着生命危急,慢吞吞地在天外中行走,然后去完成那些搬运、安装之类的建造任务了,凯旋在航天飞机里遥控机械臂就行了。

尝到甜头的 NASA,决定在海外空间站上竖立更利弊、更先进的机械臂。

2001 年 4 月,加拿大 2 臂升级后,被安装在海外空间站上。它不仅能达到 7 个目田度的高生动度,况兼承载智力也大幅训诫,达 116 吨。

加拿大 2 臂不仅已毕了天外行走智力,还能在海外空间站外部爬行,以致能依靠空间站桁架上的滑轨滑动,这然则创始性的。

但是我们在 2021 年天和中枢舱放射后,才第一次的确使用了航天机械臂,相较于西方晚了足足四十年。

【追逐乃至卓绝】

那照你这样说,我们的机械臂不如故比海外空间站的过期吗?到底啥时刻智力赶上啊?

你知谈吗,就短短一年,我们问天实际舱上的机械臂,就仍是部分追上以致进步海外空间站的机械臂了。

问天实际舱上除了有转位对接机械臂,还有个七目田度小机械臂,它长 5 米,负载 3 吨。这个机械臂操作精度高,能帮航天员作念精雅的舱外实际。

与之对应的是海外空间站上日本但愿号舱段外的“日本机械臂”。

相关词,日本机械臂被死死地固定在但愿号舱段上,根底无法迁移,只可为但愿号舱段提供就业。

我们问天实际舱上的小机械臂不错迁移,在空间站名义爬行,还能和天和中枢舱上的大机械臂组合,形成 15 米长的超长机械臂。

这样一来,这个小机械臂不仅能给问天实际舱提供匡助,还能给梦天实际舱上更大的舱外清楚平台提供就业。

从这也能看出来,毕竟我们的空间站是寥寂造的,通用性和斡旋性比海外空间站强多了。

比如,问天实际舱对接得胜后,我们就会有三个机械臂了。

但是 2001 年,海外空间站直到 2021 年 7 月才装上第三个机械臂“欧洲机械臂”。要知谈,海外空间站的第一个机械臂“加拿大 2 臂”,2001 年就装好了,况兼按照原打算,海外空间站 2021 年皆该退役了。

但“欧洲机械臂”原定安装在俄罗斯的“科学号”舱段,收尾“科学号”舱段一直拖延,直到旧年 7 月才放射。这即是形成这种情况的原因。

更惨的是,“欧洲机械臂”蓝本是要给空间站的俄罗斯部分提供就业的,收尾却被安装在了俄罗斯舱段上。

不外,本年 7 月的时刻,欧洲那里隔断了跟俄罗斯在火星探伤打算上的协作。

对此,俄罗斯航天局回答称,俄罗斯航天员以后不会再用俄罗斯舱段外的欧洲机械臂了。

这样一来,刚装了不到一年的欧洲机械臂就停用了。海外空间站上能用的机械臂就剩两个了,有迁移智力,能给通盘这个词空间站作念爱戴的,就只剩用了二十多年的“加拿大 2 臂”了。

况兼,我们也用不着“加拿大 2 臂”这样大的机械臂。

海外空间站的“加拿大 2 臂”之是以能有 116 吨的承重智力,是因为它得抓起超 100 吨重的航天飞机,这是硬性条目。

现时航天飞机仍是退役了,空间站的输送皆是用火箭来放射的,我们的机械臂只消能承受空间站舱段的分量就不错了。就拿问天实际舱来说,它的分量才 23 吨,若是造一个“加拿大 2 臂”那么大的机械臂,那可就太奢靡了。

“加拿大 2 臂”比我们的机械臂重一吨多,放射本钱按每千克 2 万好意思元算,得多花约 2000 万好意思元。这样一双比,我们的机械臂作念得小,也算是一种上风了。

【遵守翻倍的太阳翼】

除了机械臂,问天实际舱上还有一双大太阳翼。单单方面积超 134 平,比天和中枢舱的两片太阳翼皆大。

这对太阳翼配备了先进的柔性三结砷化镓太阳电板片,光电回荡遵守高达 30%,比海外空间站上的太阳能电板板遵守高近一倍。

海外空间站的太阳能电板板遵守不高,约莫独一 15%,因此需要一个很大的桁架,以便安装浩大的太阳能电板板。

近地轨谈空气阻力大增,导致海外空间站每年皆在裁汰高度。为了保持弥散高度,海外空间站每年平均要用掉 7 吨驾驭的燃料,多的时刻以致会进步 10 吨。

这些燃料得靠货运飞船从地球上运来,特进攻易,每公斤本钱 2 万好意思元,单燃料补给一年就得花掉至少 1.4 亿好意思元。

此外,问天实际舱领受了先进的结构想象,确保空间站太阳翼的高效运作。具体而言,主要波及以下两点:

第一,中枢舱段是 T 型布局,且在并吞平面。这样的布局,让太阳翼不相互隐私,影响发电遵守,比其他空间站强太多了。

比如说前苏联的和平号空间站,由于布局分歧理,各个舱段不在一个平面上,导致发电智力耗费了 40%。

比如说吧,海外空间站用了大桁架结构,念念逃匿这个问题。但成果也不好,桁架的大太阳翼会挡住泊岸飞船的太阳翼。还有,桁架的大散热器也对晨曦号舱段的太阳翼有骚扰。

第二,在问天实际舱和梦天实际舱的尾部,使用了短桁架想象。

玉阙空间站的两组最大太阳翼分袂设在两头,相距 40 多米,如斯想象,最大截至减少相互骚扰。

况兼,玉阙空间的短桁架结构比海外空间站的大桁架更生动。它能通过旋转来颐养太阳光的映照角度,增多受晒面积,因此发电遵守更高。

很昭着,海外空间站仍是接近使用期限了,以致可能因为海外政事要素而提前退役。而我们的空间站还在不竭发展,“问天”之后还有“梦天”,以后还会有巡天千里镜。

我们的海外空间站还能启动十年二十年,有无尽可能呢,异日没准还能引进加拿大的工夫,制造出我们的“加拿大 3 臂”。是以现时的过期、追逐、卓绝皆是暂时的,我们的见解然则星辰大海啊!