神舟飛船由幾部分構(gòu)成、神舟飛船由幾部分構(gòu)成的

□ 本報(bào)記者 廉穎婷

□ 本報(bào)通訊員 劉淑芬 陳袁

王天明

從1999年神舟一號(hào)飛船成功發(fā)射，到2003年神舟五號(hào)完成首次載人飛行，再到今年神舟十五號(hào)載人飛船順利返回，二十多年來(lái)，“神舟飛船家族”持續(xù)受到關(guān)注。

神舟飛船由返回艙、軌道艙和推進(jìn)艙構(gòu)成，和人體結(jié)構(gòu)類(lèi)似，返回艙也有“內(nèi)臟”“骨骼”“皮膚”，甚至“外衣”。返回艙的“皮膚”和“骨骼”是緊密連接的，中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司五院研制人員把它們叫作“蒙皮+筋”結(jié)構(gòu)，蒙皮類(lèi)似于“皮膚”，起到艙體密封作用，筋類(lèi)似于“骨骼”，起到支撐加強(qiáng)作用。為了讓返回艙能夠在太空超200攝氏度的巨大溫差環(huán)境下維持艙內(nèi)適宜的溫度，研制人員還會(huì)為返回艙穿上一層特殊的“外衣”——熱控涂層。在返回艙內(nèi)，還有降落傘艙、航天員座椅等產(chǎn)品。

返回艙的制作過(guò)程，可以用“銑”“卷”“吹”“縫”“熱”“穿”6個(gè)字概括。

“銑”外形 雕琢精準(zhǔn)身軀

“銑”不是普通的清洗，而是數(shù)控加工的一種形式，也稱(chēng)之為“銑削”。銑加工過(guò)程中，返回艙要保持身姿不動(dòng)，通過(guò)加工工具的旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)雕刻出標(biāo)準(zhǔn)體型。返回艙的出艙艙門(mén)、艙門(mén)門(mén)框等部位，都是通過(guò)這個(gè)方式打造的。

由于返回艙體型具有薄壁、精度高的特點(diǎn)，加工時(shí)猶如在氣球上進(jìn)行雕刻。為此，研制人員對(duì)加工過(guò)程的工具旋轉(zhuǎn)速度和加工路徑進(jìn)行了精密設(shè)計(jì)。同時(shí)，為確保航天員安全，他們還通過(guò)選擇最佳的切削參數(shù)和過(guò)程控制，滿足返回艙密封部位對(duì)平面度、粗糙度苛刻的加工要求，為后續(xù)高質(zhì)量裝配奠定基礎(chǔ)。

“吹”座椅 護(hù)航天地往返

神舟飛船返回艙內(nèi)的航天員座椅，有著特殊的外形輪廓。航天員坐在其中就像胎兒在母體中的姿態(tài)，在強(qiáng)過(guò)載沖擊下，能夠最大程度地減輕傷害。很多人并不知道，這套座椅是“吹”出來(lái)的。

研制人員掛在嘴邊的“吹”，其實(shí)是一種比較先進(jìn)的熱成形工藝方法，它的學(xué)名叫做“超塑成形”。這種工藝方法在特定溫度和大氣壓的條件下，實(shí)現(xiàn)整體精密成形。生活中，這項(xiàng)技術(shù)在一些豪華跑車(chē)的變化流線車(chē)身蒙皮等產(chǎn)品制造中也有應(yīng)用。

“卷”蒙皮 實(shí)現(xiàn)量體裁衣

返回艙的“皮膚”是一層金屬蒙皮，其中“頭部”和“底部”是“吹”出來(lái)的，而返回艙的“腰身”是通過(guò)滾彎成形實(shí)現(xiàn)的，可以形象地理解為“卷”。要實(shí)現(xiàn)精確地“卷”，就需要滾彎?rùn)C(jī)這一利器。在它的加持下，4塊金屬板材從平面“卷”成弧面，并組合成三維錐筒。

為保證返回艙身型標(biāo)準(zhǔn)，研制人員提前精確裁剪金屬板材，確保平面狀態(tài)的尺寸及輪廓精準(zhǔn)，為“卷”筒奠定良好基礎(chǔ)。隨著滾彎成形技術(shù)的發(fā)展，該技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到天和核心艙、問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙、夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙、天舟貨運(yùn)飛船等大型艙體的復(fù)雜一體化筋格蒙皮結(jié)構(gòu)中。

“縫”艙體 確保天衣無(wú)縫

返回艙由多個(gè)部分組成，為保證航天員安全和艙體密封要求，需要通過(guò)焊接的方法實(shí)現(xiàn)，負(fù)責(zé)焊接的操作者們常常被稱(chēng)為“鐵裁縫”。事實(shí)上，要讓返回艙的身體“天衣無(wú)縫”，難度很大。

為了把返回艙完美打造出來(lái)，需要用到10余套工裝、70余道工序、上百個(gè)零件，涉及手工焊和自動(dòng)焊兩種方式。為保證焊接質(zhì)量，焊接時(shí)要時(shí)刻觀察“縫合”質(zhì)量。因此，焊接技能大師們往往一趴就是半天，每次身上都會(huì)被汗水濕透。美麗的“魚(yú)鱗”狀焊接紋路，是焊接技能師們高超技藝的體現(xiàn)。

“熱”處理 保持標(biāo)準(zhǔn)身材

返回艙在“塑形”過(guò)程中，要先后經(jīng)歷490攝氏度至500攝氏度，以及160攝氏度至190攝氏度的高溫歷練，使返回艙的骨骼更加健壯。另外，在加工階段和整艙焊接過(guò)程，返回艙會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，它的存在會(huì)導(dǎo)致返回艙在執(zhí)行任務(wù)時(shí)有裂紋、變形的風(fēng)險(xiǎn)。研制人員會(huì)設(shè)置“熱敷”，以特定的溫度將殘余應(yīng)力進(jìn)行釋放，從而保證返回艙在飛行時(shí)的良好狀態(tài)。

“穿”外衣 呵護(hù)在軌冷暖

當(dāng)載人飛船與空間站交會(huì)對(duì)接后，返回艙難免會(huì)被其他艙體遮擋，表面最低溫度會(huì)低于零下100攝氏度。有時(shí)候，返回艙局部又會(huì)持續(xù)受到太陽(yáng)照射，最高溫度會(huì)超過(guò)100攝氏度。

為了給航天員提供舒適的環(huán)境，研制人員設(shè)計(jì)出一款熱控涂層，噴涂在返回艙表面。返回艙就像穿了一件銀色控溫“沖鋒衣”，能夠在200攝氏度大溫差、長(zhǎng)期低溫及強(qiáng)輻射的太空中，將艙內(nèi)環(huán)境溫度控制在18攝氏度至26攝氏度。

當(dāng)返回艙返回地球后，表面會(huì)呈現(xiàn)出金光閃閃的樣子，那是返回艙的銀色“外衣”在返回地球時(shí)，與大氣層高速摩擦并氧化變黃后的樣子。（廉穎婷 劉淑芬 陳袁）

（法治日?qǐng)?bào)）