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    我國首次!斯特林熱電轉換技術完成在軌驗證

    時間:2023年03月31日 信息來源:本站原創 點擊:1363 字體:

    3月30日,神舟十五號航天員乘組進行了第三次出艙活動。在地面工作人員和艙內航天員鄧清明的密切配合下,兩名出艙航天員費俊龍、張陸圓滿完成全部既定工作,安全返回問天實驗艙。

     

    我國空間站工程中的天和核心艙、問天實驗艙、載人飛船、貨運飛船以及使用的中繼衛星均由航天科技集團五院(以下簡稱五院)抓總研制。

     

    剛剛過去的第四個月里,在地面工作人員的協同配合下,“圓夢乘組”按計劃完成了空間站平臺維護照料、在軌維修維護、材料艙外暴露試驗裝置出艙安裝等各項工作。目前,空間站科學實驗項目正在按計劃穩步推進。

     

    其中,由五院抓總的中國空間站航天技術試驗領域再獲新成果,其空間高效自由活塞斯特林熱電轉換試驗裝置按照試驗方案順利完成在軌試驗,熱電轉換效率等綜合技術指標達到國際先進水平。這是我國首次實現該技術在軌驗證。

     

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    ▲ 空間高效自由活塞斯特林熱電轉換裝置整機狀態

     

    航天技術試驗領域是空間站應用任務的一個重要領域,該領域面向國家重大專項技術驗證需求和航天技術發展前沿,開展制約我國航天長遠發展的關鍵技術研究,為未來我國航天技術發展和空間應用提供有力的技術支撐。斯特林熱電轉換技術是空間新能源的關鍵技術之一,采用閉式循環往復活塞式斯特林發動機將熱能轉換為動能,并通過耦合線性交流發電機將動能轉換為電能。作為航天器電源系統新技術,斯特林熱電轉換系統具有結構簡單、效率高、質量輕、啟動快、振動小及噪聲低等優點,將熱能高效轉化為電能,能夠減少對傳統太陽能的依賴,在未來載人月球及深空探測等空間任務中,具有廣闊的應用前景。

     

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    ▲ 雙機對置自由活塞斯特林熱電轉換器

     

    航天技術試驗領域空間高效自由活塞斯特林熱電轉換試驗裝置由五院510所研制,安裝于空間站夢天實驗艙航天基礎試驗機柜內,入軌后已先后完成了在軌測試和三次在軌試驗。在軌試驗中,斯特林熱電轉換試驗裝置熱冷端整機全程運行穩定,性能指標超出預期驗證目標,其中熱電轉換效率(同等溫比條件下)等綜合技術指標達到了國際先進水平。同時,斯特林熱電轉換裝置在熱端加熱、冷端散熱、熱能與機械能和電能之間的高效轉換、機器起振、諧振、穩定工作等方面均達到非常優異的水平。

     

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    ▲ 空間高效自由活塞斯特林熱電轉換裝置合蓋前狀態

     

    值得一提的是,在本次試驗和測試過程中,由五院總體設計部抓總研制的航天基礎試驗機柜,為試驗裝置提供了穩定的供電、信息、熱控等各接口的支持,確保了試驗裝置在軌試驗環境受控。在航天基礎試驗機柜的有力支持下,試驗順利開展,驗證了空間微重力環境下雙活塞自由運動的間隙密封、雙活塞相位保持等關鍵技術,獲取了空間環境下雙自由活塞精確的運動相位保持及漂移特性、動力學與熱力學強耦合特性等關鍵參數。

     

    五院航天技術試驗領域在深入總結此次試驗成果的基礎上,將繼續瞄準國家重大工程需求,持續開展各項航天新技術在軌驗證,不斷推進在軌試驗成果向工程應用的轉化,切實發揮航天技術試驗領域在航天強國建設中的作用。



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