

空间高科技是当代科学技术中发展最快的尖端科技技术之一,是一个国家科学技术水平的重要标志。我国实施载人航天工程分“三步走”战略,其中,第二步重点是突破空间交会对接关键技术。根据921二期空间交会对接任务需求以及[2001]装九字第92号文件《关于下达2001年空间交会对接机构计划的批复》,需研制“导向板内翻的异体同构周边式对接机构”,也就是我国天宫一号与神州八号交会对接任务中采用的对接机构,其中神州八号安装主动式对接机构、天宫一号安装被动式对接机构。对接机构需完成捕获缓冲和连接分离两大任务,利用一种新型碰撞式捕获装置(捕获锁)和卡板器实现两飞行器的柔性连接(即捕获和保持捕获)。
新型碰撞式捕获装置是对接机构捕获缓冲子系统中的关键部件,它装有可伸缩的锁舌,利用撞锁原理,通过与被动对接机构上的卡板器相互作用,完成对接初始阶段的自动捕获任务。达到的性能指标:
1.快速捕获被动飞行器,捕获响应时间优于50ms;
2.对接时,捕获锁能承受两8-8t飞行器以0.35m/s轴向速度碰撞的能量;
3.在7500N载荷下,捕获锁能自锁;且在在7000N载荷下,捕获锁能电动解锁;
4.捕获锁的自锁角优于5°。
主要创新如下:
1、研究出一种无源碰撞捕获技术,采用新型四连杆机构,解决两飞行器捕获后的快速复位与大载荷自锁问题,实现两飞行器的快速捕获和柔性连接;
2、首次采用四连杆机构与凸轮机构相结合的方法,解决两飞行器分离前大载荷解锁问题,保证两飞行器的可靠分离;
3、采用电动解锁和手动解锁(宇航员)集成技术,解决了快速捕获装置解锁的备份问题,实现了两飞行器解锁的高可靠性。
该项目机构设计难度大、创新性强,具有自主知识产权,产品性能居国内领先、国际先进水平,已成功地应用于天宫一号和神舟系列飞船对接机构的空间对接,为我国空间飞行器对接技术的发展做出了重大贡献,具有显著的社会、经济效益及广阔的应用前景。
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