火箭院研发中心新研多功能结构能源样机  实现飞行器减重增效

发布时间 : 2016-11-10     来源 : 中国运载火箭技术研究院新闻中心

  居家收纳能让空间看起来整洁有序,将飞行器能源系统和结构系统等单机产品收纳起来,则能为飞行器减重增效。2015年底,中国运载火箭技术研究院(简称“火箭院”)研发中心突破了“多功能结构技术”,研制出多功能结构能源样机,大幅减少设备壳体、电缆等零部件,电源及结构系统减重近35%、体积减少40%。
  该技术研发负责人解春雷介绍,在火箭、卫星等飞行器中,控制、测试都离不开的电气设备占据了很大一部分系统重量和容量。为了加强抵抗恶劣环境的能力,设备通常采用很厚很重的壳体结构来进行防护,一个单机设备通常重数公斤左右,大一些的设备将近数十公斤,而在飞行器中,这样的设备可能有近百台,这大大降低了飞行器的有效载荷。并且,采用传统壳体结构作为支撑和防护的电子设备,体积比电路本身增加了十倍甚至数十倍,大量不规则结构的设备占据了仪器舱段的空间,使飞行器结构臃肿,这制约了飞行器性能提升。
  轻质化是增加飞行器运载能力的有效途径,机箱、电缆、接插件等寄生零部件在电子设备总质量中占有很大比例,最大限度地消除这些寄生零部件成为飞行器减重的关键。
  解春雷说,“多功能结构”是既能承载、又具有其它功能的结构,该样机结合舱体承载和系统供电需求,将电池融入到结构壳体中,结构内同时预埋远置采编模块,实时采集系统健康信息,有效节约了结构布局空间、降低了系统重量,提高了飞行器有效载荷和装填效率。他比喻说,就像以前所有单机都各自住一个房间,现在把它们放在集体宿舍,这就节省了空间,减少了结构重量。另外,与传统技术相比,“多功能结构技术”具有模块化特性,支持航天产品的批量化生产,能够大幅缩短生产周期,节省成本。该技术还取消了电缆及连接器,使总装过程减少了手工操作环节,提高了产品的可靠性。
  经过不懈努力,研发中心突破了结构与能源一体化、结构与电子一体化等关键技术,成功研制出多功能结构样机,实现结构的多功能化,大幅减少设备壳体、电缆等零部件,飞行器电源及结构系统减重35%,节约布局空间7200立方厘米,装配工作量减少30%。
  “多功能结构技术从根本上改变了飞行器结构与能源电子设备分立、电缆粗重、结构臃肿等问题,通过结构的多功能化,可实现空间占用小、功能集成化、系统轻质化、方便安装的新型飞行器结构与电子系统。”解春雷说,“本次研制的多功能结构系统,实现了众多系统的一体化融合,为新一代飞行器的精细化设计提供新的思路和方向,市场前景广阔。”
  据了解,多功能结构能源样机已经完成电性能的评估,后续将开展力学环境适应性试验验证,未来将在型号产品中推广应用。

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