航天器大型密封舱垂直进舱工装设计

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1、航天器环境工程第28卷第6期620SPACECRAFTENVIRONMENTENGINEERING20llfFl2月航天器大型密封舱垂直进舱工装设计赵璐1，肖正懿1，黄垒1，曾婷2，刘孟周1(1．北京卫星环境工程研究所，北京1000942．北京卫星制造厂，北京100190)摘要：文章根据大型密封舱总装过程中垂直进舱的实际需求，结合航天器大型密封舱的结构和布局特点，介绍了进舱吊篮、分段式组合梯和电机驱动3种垂直进舱工装方案。在比较这3种方案优缺点的基础上，又从舱外总装平台特点、对密封舱舱体的影响、总装环境适应性和垂直进舱

2、方案安全性等进行了分析。本进舱工装方案可为未来航天器大型密封舱垂直进舱工装的设计提供借鉴。关键词：航天器总装；密封舱；垂直进舱；地面辅助设备中图分类号：V465文献标识码：A文章编号：1673-1379(2011)06-0620-05DoI：10．3969，j．issn．1673．1379．2011．06．0230引言大型载人航天器目前主要有飞船、空间站和航天飞机3种，其中飞船和航天飞机主要用于天地往返运输，而空间站则长期在太空中运行，提供观测天地、科学研究、太空生产和在轨服务川。目前，空间站从总体构型上大致可分为舱段

3、式和桁架式两种结构。不管是舱段式还是桁架式，空间站都是以圆筒形压力舱作为结构基础。空间站为多舱式结构，由居住舱、实验舱、资源舱、对接过渡舱和气闸舱等组成，是航天员工作、生活的活动场所【卜21。大型密封舱作为大型载人航天器的主体结构，在总装过程中有水平和垂直两种停放状态。在垂直停放状态下，操作人员进入密封舱内进行仪器安装以及电测配合等操作时，需借助垂直进舱工装，穿过前端框进入密封舱并到达预定位置时执行相应操作。本文将结合大型密封舱装配特点和需求，研究和探讨大型密封舱的垂直进舱方案。l大型密封舱的特点航天器大型密封舱是一个

4、型面复杂的薄壁密封舱，它由球面、锥面和柱面组成，在侧壁上分布有多个口框法型31。密封舱结构复杂，装配空间局促，装配的设备仪器数量巨大，且形状复杂各异，装配时易发生磕损，因此装配难度极大。密封舱总装很关键，在很大程度上会影响其研制周期和成本，也决定着航天器产品的最终质量。1．1密封舱体特点密封舱通常是由轻质金属薄壁板焊接而成的圆柱形结构，体积大，密封性能要求高。除特定的吊点和支撑位置外，其他位置均不能作为承力部位。密封舱通常由前锥段、圆柱段及后锥段3部分组成，总高达7"---8m，有的甚至高达10m以上，直径在4m左右。

5、前锥段安装有舱间连接设备和机构，例如舱门、对接机构及其部分配套设备。这些设备安装精度要求高，部分光学敏感设备容易受到污染和磕损，需格外防护。圆柱段是航天员生活和工作的主要场所，舱体表面布置有防护板和辐射器，用作空间碎片防护和舱内设备温度调节。后锥段根据实际需要配置有效载荷，扩展了密封舱的使用效能。1．2密封舱入口特点密封舱前锥段入口是航天员进出舱的通道，具有通道小、纵深长、周边仪器设备复杂的特点。入口处有圆形密封舱门，舱门打开时会占据通道部分空间。在舱门外侧布置有对接机构机械组件或其收稿日期：2011．10．18；修回

6、日期：2011．11．02基金项目：国家重大科技专项工程作者简介：赵璐(1979一)，男，主要从事航天器总装生产技术研究工作。E-maihyellsky@126．com。通信作者：肖正懿(1983一)，男，硕士学位，主要从事航天器总装工艺技术研究工作。E-mail：xzy020822@163．com．塑蔓塑整壁量；楚丞墨盔型童地童堂墼壅塞丝盐丝!他舱间连接机构，舱间连接机构内径约为0．8m，入口通道长约0．6m。如何利用这个狭小通道，将是解决密封舱垂直进舱的关键所在。1．3舱内布局特点密封舱内部主要分为航天员自由活动区

7、、睡眠区和仪器区3个区域。舱内壁周向布置有蜂窝结构板，用作仪器设备安装(如通风设备、净化设备、各类电子设各、仪表板布置、舱内照明灯和舱内摄像机等)：舱内前端II、Ⅳ象限内各设有一个睡眠区；自由活动区位于密封舱的轴线中心位置，基本不安装设备，是适合垂直进舱工装布置的位置。综上分析，当密封舱垂直停放进行总装测试时，特别是对接机构安装完成后，工作人员需要借助垂直进舱工装穿过对接机构，经由前端框进入密封舱执行相应的装配操作。因此需要根据实际情况设计垂直进舱工装，以满足操作人员舱内操作安全和质量要求。2垂直进舱方案概述为解决大型

8、密封舱垂直进舱问题，结合工程实际，设计了3套工装方案。2．1进舱吊篮方案在密封舱前锥段搭建进舱保护工装，实现对前锥段关键设备的保护，并设计专用吊篮供操作人员进出舱。借助进舱保护工装安装进舱导向机构，吊篮在起重机械的起吊下沿导向机构移动至密封舱内位置。吊篮结构如图1所示，其上装有踏板，可供人员携带装配物品站立。吊篮四周的护栏采用吊桥