神舟十二号回家之路步步惊心!宁波制造密封环如何保驾护航?

序言

北京时间2021年9月17日,在太空遨游了三个月的神舟十二号飞船,载着三位航天员成功着陆在东风着陆场预定区域。

神舟十二号回家之路步步惊心!宁波制造密封环如何保驾护航?

返回的过程可以说是步步惊心。

你可能不知道的是:这里面有一种国产制造的密封环,在其中却起到很大的作用。

那么问题来了:

这是一种怎样的密封环?

它到底能有啥作用?


雷达侦测飞船

神舟十二号飞船的返回过程非常复杂,任何环节都不能出错。

主要包括这么几个步骤:制动减速阶段,自由滑行阶段,再入大气层阶段,回收着陆阶段。

我就拿其中最关键和最危险的阶段,也就是再入大气层来说吧。

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这时返回舱会以极快的速度进入离地面100千米的位置,以7.9千米/秒的速度再入大气层,会与大气产生剧烈摩擦和燃烧。

返回舱的表面温度达到上千摄氏度,而内壁温度大约是30摄氏度左右,此时你会看到返回舱会变成了闪光的火球。

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同时它周围会产生等离子气体层,可以屏蔽电磁波,这时返回舱表面和大气层摩擦,从而形成“黑障”,使返回舱会暂时与地面失联。

直到返回舱距离地面约40千米时,“黑障”才会消失,返回舱与地面的联系才能恢复。

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那黑障期间,能知道飞船的实时位置吗?

答案是肯定的,我们可以依靠雷达遥感测控去密切监视飞船。

密封环作用

这么看来,雷达无疑是飞船的"引路人"。

对于神舟十二号飞船来说,地面上的雷达所起的作用跟我们的眼睛和耳朵相似。

它的原理是这样的:

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雷达设备的发射机,通过天线把电磁波能量射向空间某一方向,处在此方向上的物体反射碰到的电磁波,雷达天线接收此反射波,送至接收设备进行处理,提取有关该物体的某些信息(比如目标物体至雷达的距离,距离变化率或径向速度、方位、高度等等。)

但是雷达也会带来发热问题,会引起电子元件烧毁,需要冷却系统的“保护”。

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要知道神舟十二号对雷达的数据接收能力、探测距离和接收灵敏度要求极高,雷达尺寸变大,功率就会达到兆瓦级,所以冷却系统需要随之升级。

而冷却系统的核心部件就是这个大尺寸陶瓷密封环。

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简单地说,密封环的尺寸越大,性能越好、寿命越长,冷却效果就越好,更有利于提升雷达的性能,可以为神舟十二号提供了强有力的测控支持。

说白了就是更容易知道它的位置,从而为搜索提供了更快的帮助。

值得注意的是,这个环是由宁波的伏尔肯公司研制。

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别看它的样子看起来很普通,灰色的环状,表面还泛着黑色亮光,它是由两个主体贴合在一起,旋转便能起到密封作用。

但是这种陶瓷密封环对韧性和平整度的要求极高。

具体有多高呢?

我打个比喻:如果将此密封环放大到1平方公里的面积中,其高低起伏不会超过1毫米,同时密封环直径方面可以做到500毫米。

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使用寿命方面,也从原先的3万小时提高到9万小时以上,寿命变长了,也就更能满足兆瓦级大型雷达的需求。

结尾

当然了,神舟十二号航天员乘组能够平安“回家”,其背后是有一系列的黑科技为其保驾护航,前面介绍的陶瓷密封环只是其中一小部分,但这也从侧面证明了中国在载人航天领域的进步与实力。

回顾中国的航天历史,从1992年我国载人飞船正式列入国家计划,到如今的神舟十二号成功发射。

神舟十二号回家之路步步惊心!宁波制造密封环如何保驾护航?

我们用近30年的时间跨越了发达国家半个世纪的发展历程,先后把12名航天员送入太空,成功率达到100%。

所以在我们欢迎航天英雄回家的同时,也别忘记了还有千千万的科技工作者们,是他们默默无闻地奉献一步一个脚印,实现了中国载人航天梦。

向你们致敬!

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页面更新:2024-05-17

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