“神州八號”的成功發(fā)射,并與 “天宮一號”的順利對接,為中國2020年左右建成空間站邁出關(guān)鍵一步。我國的航天技術(shù)再次獲得重大突破,其中,
激光技術(shù)在航空航天領(lǐng)域內(nèi)的應用功不可沒。
is3nLm( j'?^<4i 那么,神州八號上可能用到哪些激光技術(shù)呢?經(jīng)過分析,可能有以下幾方面采用了此項技術(shù):
t*fG;YOg 2Qoj>Wy{ H3#xBn>9 神舟八號
結(jié)構(gòu)示意圖
O\5*p=v "hRY+{m 一、發(fā)射裝置及飛船內(nèi)部
電子儀器的精密焊接
[":[\D' !eoN 這是激光在航空航天領(lǐng)域應用的最廣泛的技術(shù),由于激光焊接相對于電子束、等離子束和傳統(tǒng)焊接方法有自己獨特的優(yōu)勢,如能量密度高、熱影響區(qū)和變形區(qū)小、可焊接不同
材料的組合、具有高的柔性等,再加上密封性好、適合在真空等特殊環(huán)境下加工,因此激光焊接在航天航空中得到廣泛應用,如
傳感器、密封件、鉭電容等。
5 i1T? h=q%h8 比如,華工激光生產(chǎn)的高精密激光焊接機,在貴州某軍工企業(yè)應用于焊接鉭電容器件,這種鉭電容器件用于神八宇航飛船發(fā)射裝置及飛船內(nèi)部儀器。這種軍用鉭電容采用了特殊合金外殼,需要在純氮環(huán)境下實施密封焊接。針對這一特殊應用,華工激光有針對性的研發(fā)了真空手套箱激光焊接
系統(tǒng),對產(chǎn)品實現(xiàn)了完美焊接。
8Ee bWs*1 0I.9m[<Fc 二、飛船外殼及特種合金零部件的切割加工
>!j= {hK *>=vSRL0_ 在航天航空設(shè)備的制造中僅外殼的設(shè)計就需要多次反復試驗,由于外殼采用特殊金屬材料制成,強度高、硬度高、耐高溫,普通的切割手段很難完成材料的加工,激光切割作為一種高效加工手段而得到廣泛應用!
~IHjj1s dBV^Khf J 激光切割技術(shù)是一種擺脫傳統(tǒng)的機械切割、熱處理切割的全新切割法,能將能量聚焦到微小的空間,從而獲得極高的輻照功率密度(10
5~10
15W/c m
2),從而具有更高的切割精度、更低的表面粗糙度值、更靈活的切割方法和更高的生產(chǎn)效率等特點!
5(/ 5$u N.J;/!%! 另外,在神州八號飛船中,內(nèi)部的零部件也同樣大量采用鋁合金、鈦合金、耐高溫合金等特種合金,結(jié)構(gòu)形狀復雜,成形要求精確,而大功率激光切割機加工技術(shù)的引進,能提高加工的質(zhì)量,降低模具投資成本,縮短生產(chǎn)周期,特別適用于復雜零配件加工!
L`i#yXR pai>6p 該零配件加工采用的就是高功率激光切割機,如今國產(chǎn)化大功率激光切割機加工技術(shù)已具備國際先進水平,去年,華工激光法利萊制造的Contour DM數(shù)控激光切割機在西安某軍工企業(yè)采購激光切割機項目中一舉中標,打破了進口大功率激光切割機壟斷特種合金和飛機發(fā)動機零配件加工領(lǐng)域的格局!
8F$b/Z imx/hz! 另外,由于飛船在大氣層中飛行會產(chǎn)生很大的熱量,在飛船內(nèi)需要有許多包覆層來實現(xiàn)隔熱,為了在溫度上升過程中順利的將包覆層之間的空氣排出,需要在包覆層上面均勻分布很多微細的小孔,華工激光針對這一應用并結(jié)合自身的薄型材料激光切孔專利開發(fā)的自動激光切孔機已經(jīng)應用到包覆層切孔上。
lR!Sdd} - )e)@_0 三、太陽
電池片劃片
ZCQ7xQD JJnZbJti 飛船脫離運載火箭順利進入太空后,展開后的太陽帆板相當于一個小型發(fā)電站,通過將
太陽能轉(zhuǎn)換成電能,來為飛船上的電器設(shè)備提供能源。飛船上雖備有應急電源,但支持的時間有限,所以主要還是依靠太陽帆板提供電能!
n'/w(o$& lu^c^p; 這一次,神舟八號飛船電源帆板采用了新的太陽電池片:三結(jié)砷化鎵新型電池,原來從神一到神六采用的是單晶硅太陽電池,以前只能達到14.8%的
光電轉(zhuǎn)換效率,而神八和“天宮一號”采用的都是轉(zhuǎn)換效率達到26.8%的高效三結(jié)砷化鎵太陽電池。因此,發(fā)電能力提高了50%!
o6pnTu AgsMk 這種電池的襯底通常為鍺(Ge),在進行疊層的外延生長之前,需要對襯底進行劃片處理。襯底劃片的質(zhì)量直接影響電池的性能!
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