¿Qué es Fabricación de naves espaciales?

La fabricación de la nave espacial se lleva a cabo en dos etapas: el producto de muestra inicial y el producto de muestra correcto. Se llevan a cabo varias pruebas en tierra, incluidas pruebas destructivas, después de que se fabrica el producto inicial. Después de corregir el diseño basándose en los resultados de la prueba del producto de muestra inicial, se puede fabricar el producto de muestra correcto.

Características de fabricación

La limitación de peso y el entorno de trabajo de la nave espacial plantean algunos requisitos especiales para la tecnología de fabricación: Una gran cantidad de materiales metálicos de alta resistencia y módulo alto (titanio, molibdeno, niobio, tantalio, etc.) y diversos materiales compuestos. son usados. La aplicación de estos materiales favorece la reducción del peso de la estructura, pero el rendimiento del procesamiento es deficiente y se requieren nuevas técnicas de fabricación.

Utilizando tecnología de prueba y fabricación de piezas y componentes de alta precisión. Para lograr una órbita, un posicionamiento, un acoplamiento espacial y un retorno al suelo precisos, muchos de los componentes de la función de control de la nave espacial, las puertas herméticas y los marcos de paredes delgadas de gran tamaño que sirven como puntos de referencia deben tener una alta precisión de fabricación.

Los satélites estabilizados por giro deben garantizar que el ángulo entre el eje geométrico y el eje principal de inercia esté dentro de una centésima de grado para reducir la precesión y nutación del satélite en el espacio.

Utilizando varios revestimientos superficiales especiales. El entorno de trabajo de la nave espacial es muy severo, por lo que la superficie exterior de varias estructuras debe cubrirse con revestimientos con propiedades especiales y puede mantener la estabilidad en el entorno de los vuelos espaciales.

Utilice tecnología de conexión confiable y un entorno de fabricación limpio. Los satélites terrestres artificiales deben funcionar continuamente durante varios años, y las naves espaciales tripuladas deben garantizar la seguridad de los astronautas. Si las soldaduras y las uniones de la nave espacial tripulada fallan durante el trabajo o la tubería se mezcla con finas inclusiones, se producirán graves consecuencias.

Tecnología de fabricación

La fabricación de naves espaciales es similar a la fabricación de otras aeronaves, pero tiene sus propias características en la fabricación de cabinas, aplicación de materiales compuestos, revestimiento de superficies, pruebas de ensamblaje final, pruebas de características e inspección de hermeticidad.

Fabricación dela carrocería de la cabina La carrocería de la cabina adopta una estructura de paredes delgadas, principalmente hecha de aleación de aluminio de alta resistencia y aleación de titanio.

Los revestimientos de aleación de aluminio se fabrican principalmente mediante doblado con rodillo y doblado por estiramiento; los revestimientos de aleación de titanio, incluidas las placas onduladas, se forman mediante prensado en caliente. La puerta de la cabina se procesa mediante mecanizado de precisión o control numérico para garantizar una buena estanqueidad.

La cabeza de aleación de aluminio adopta un conformado explosivo y el fondo de bola de aleación de titanio adopta un conformado superplástico (ver forjado de precisión). Después de que el perfil del marco se forma mediante doblado con rodillo o doblado por estiramiento, se procesa mediante soldadura por arco de argón o soldadura a tope flash, y luego se termina al tamaño especificado.

Finalmente, la tensión residual se elimina mediante tratamiento térmico y el tamaño se estabiliza, por lo que que el tamaño del marco no exceda el cambio especificado en el proceso de trabajo a largo plazo Tolerancia. Las pieles, escotillas, cabezas y marcos calificados se ensamblarán en las cabinas mediante remachado o soldadura, y se realizará una prueba de sellado. Finalmente, se aplica un revestimiento de control de temperatura adecuado al revestimiento de la cabina.

Aplicación de materiales compuestos

La característica de los materiales compuestos es que los materiales pueden diseñarse de acuerdo con los requisitos específicos de la estructura, y pueden utilizarse para fabricar revestimientos de cabina, puertas de cabina, paneles y soportes de instrumentos, estructuras de paneles de células solares y grandes antenas parabólicas.

Recubrimiento de la superficie

El recubrimiento de la superficie de la nave espacial debe cumplir con los requisitos del sistema de control de temperatura. Lo más importante es garantizar la relación entre la tasa de absorción solar ( _S ) y la tasa de radiación infrarroja ( _H ) ( _S / _H ); en orden Para obtener diferentes valores de Para _S / _H , se deben utilizar diferentes recubrimientos superficiales.

Los recubrimientos de superficie incluyen principalmente: Pintura: este tipo de recubrimiento tiene un amplio rango controlable de propiedades de radiación térmica, buena repetibilidad, bajo costo y proceso simple, y puede usarse en la superficie de naves espaciales retornables.

Revestimiento electroquímico: galvanoplastia, enchapado químico, anodizado, pulido químico, etc., se puede utilizar como recubrimiento de la piel del satélite científico. Revestimiento de espejo de segunda superficie: también conocido como reflector solar óptico, está recubierto con una capa de metal (plata, aluminio) con alta reflectividad en la parte posterior de una lámina o película transparente (segunda superficie), como una combinación de _S / The El valor de _H es extremadamente bajo y se ha utilizado en satélites de comunicación.

Revestimiento de autocontrol: cuando aumenta la temperatura de la superficie, también aumenta la reflectividad de la superficie del recubrimiento.

Inspección de montaje final

Los equipos, instrumentos, cables y tuberías de cada sistema y la cabina se ensamblan en una nave espacial completa. Generalmente, se adopta el montaje vertical.

Después del ensamblaje final, la nave espacial se somete a una medición de precisión de la posición de instalación del instrumento, prueba de características de calidad, control de estanqueidad general, control de compatibilidad del sistema y prueba de rendimiento. Algunas naves espaciales también prueban el patrón de antena en una cámara absorbente especial.

Tecnología de prueba de características de calidad "Para cumplir con los requisitos de actitud de alta precisión de los satélites en el espacio, es necesario probar las características de calidad después del ensamblaje final, incluido el pesaje, la medición del centro de gravedad, el equilibrio estático y dinámico y el momento de inercia.

El equilibrio dinámico es para asegurar que la vibración o carga dinámica causada por la fuerza centrífuga del satélite a la velocidad de trabajo esté dentro del rango especificado. La prueba del momento de inercia es para medir realmente los valores de inercia de los ejes x , y y z después de ajustar el equilibrio dinámico .

La rigidez de la nave espacial es pequeña, la velocidad es baja (20-90 rpm), la precisión del equilibrio es alta y no hay un punto de apoyo para el posicionamiento, debe probarse con una máquina de equilibrio dinámico. La máquina de equilibrio vertical de aire flotante desarrollada en China (ver imagen) no solo puede realizar pruebas de equilibrio dinámico, sino también medir el momento de inercia.

Inspección de la estanqueidad al aire

Después de ensamblar la nave espacial, es necesario comprobar la estanqueidad general en las condiciones de simulación de la presión de trabajo real para detectar la tasa de fuga de aire del sistema de sellado de la nave espacial. Hay dos métodos de detección de fugas: use un detector de fugas de espectrómetro de masas de helio y un tanque de vacío grande para verificar; use el radioisótopo krypton 85 para detectar fugas. Este último tiene una alta precisión de detección de fugas, tiene un amplio rango de detección de fugas, no necesita aspirar el tanque y, por lo tanto, tiene un bajo costo y un uso conveniente.