![]() |
|
|||
天津北方網訊:“航天員坐墊的製造技術隨着3D打印技術的發展也在不斷進步。”6月11日下午,距離神舟十號載人飛船正式發射還有30分鐘,天津大學快速成形中心主任崔國起和研究中心的工作人員圍坐在電腦前,激動而驕傲地再次談論起他們爲“神十”航天員量身設計的“賦型緩衝減振坐墊”。這將是“賦型緩衝減振坐墊”繼用在“神五”到“神九”之後,第6次升上太空爲神舟飛船保駕護航。
根據航天員身形量身定做
作爲航天員大系統中的一個重要部件,“賦型緩衝減振坐墊”可以有效減輕飛船升空和着陸時產生的加速度和顛簸對航天員身體的影響,最大限度提高航天員的舒適性和安全性。
“坐墊都是根據航天員的身體形狀量身定做的。僅僅有腰圍、胸圍、肩寬等簡單的數據遠遠不夠,設計時,需要用流動式光學測量儀等特殊設備,從航天員身上採集大量的數據點,這些數據會在電腦中形成數字化的身體模型,並按照航天醫學等方面的要求來設計。這樣做是爲了儘可能合理地增加身體與坐墊的接觸面積,減少衝擊加速度。”天津大學快速成形中心主任崔國起介紹說,“爲保護航天員的安全,坐墊設計有點像澡盆的複雜曲面形狀。飛船返回時,坐墊可以在發生撞擊的瞬間,有效分散人體的應力。”
3D技術進步提高坐墊性能
爲航天員量體,將他們的身體數據在電腦上形成三維數字模型,是研製的第一步。隨後便會通過快速成形系統,也就是我們常說的3D技術打印出立體的坐墊。
崔國起告訴記者:“通過快速成形中心的RP技術,可以根據零件的形狀,每次製作一個特定形狀的截面,然後把它們逐層粘起來,就得到了立體的零件,整個製造過程是在計算機控制下自動進行的。這次製作‘神十’坐墊時,三維測量的像素從80萬提高到200萬,對航天員量體的數據採集點從幾十萬個增加到上百萬個。”據介紹,由於從量體、設計、製作模型、模型驗證到模具製作,都主要運用了3D技術,與前五代坐墊相比,“神十”搭載的坐墊從精度到舒適度再到安全度都有所提高。
劉洋說“好”讓團隊更自信
“‘神九’返回後,據劉洋反饋,認爲我們的坐墊無論是舒適性還是安全性都很好,她的評價也讓我們更加有了自信。”崔國起說,他和研製團隊很早就得知神舟十號飛船仍然將有女航天員的加入。因此,天津大學快速成形中心特別派出了一支全部由女性科研人員組建的研發設計團隊,專門爲女航天員進行量身設計。但出於保密需要,在他們的頭腦中,航天員只是一個一個的編號和編號後的一大串的測量數據。
由於有了爲劉洋設計專屬坐墊的經驗,此次爲女航天員設計坐墊過程十分順利。崔國起和同事們用了3個月的時間,保質保量按時完成任務。
15年時間打造六代飛船坐墊
“從1998年負責神舟五號飛船設計製造的相關單位找到我們,一直到現在,研究航天員坐墊已經將近15年了。”崔國起回憶說,從“神五”到“神九”,由於每次飛行都選用了新的航天員,所以每次用的設計模型都不同,但他們絕對有信心,在“神十”上再次驗證“天津設計”的正確性。
工大複合材料用於
神十飛船關鍵部位
天津工業大學複合材料研究所工作人員也在密切關注着有關“神十”的消息,因爲“神十”關鍵部件複合材料採用的是他們研製的高技術含量的特種紡織增強材料。
天津工業大學複合材料研究所所長陳利教授介紹,爲適應嚴酷的飛行環境和減輕結構重量,神舟十號飛船的關鍵部位選用了高性能複合材料,天津工業大學研製的特種紡織增強材料成爲複合材料關鍵部件的首選增強骨架材料,具有重量輕、強度高、抗燒蝕的優異的性能,同時減輕了結構重量,顯著提高了飛船的性能。(記者劉曉豔通訊員劉思思)