PART.2
从单航天器到组合体,对接需要几步?
作为两飞行器完成机械连接并形成刚性组合体的物理过程,对接主要包括3个步骤。
1. 接触、接纳和几何位置校正
两个飞行器的对接机构相互接触后,第一件事就是消除初始偏差,让双方的机械装置相互接纳,并且校正相互的位置关系,实现完完全全的"对正"。这个动作,类似拧螺钉时先对准螺孔的扶正动作。
空间对接的接触面构造类似更加精密的榫卯,通过特定的几何导向特征,让两个航天器对接机构越接近、越对正,从而严丝合缝,你中有我我中有你地结合在一起。位置校正之后,为了使两个航天器的相对关系不再变化,捕获机构将在此时"抓住"对方,使彼此不再脱开。
天和核心舱前向端口
2. 缓冲并消耗碰撞能量
高速飞行的大质量航天器,即使以较小速度相互接触,冲击能量也是相当可观的。因此,飞船和空间站中至少一方需要配置缓冲和耗能装置,减缓冲击过载,耗散或吸收撞击能量。自适应电磁装置可以将捕获与缓冲耗能的工作合一,可以实现低冲击捕获,并通过电磁参数的调整控制适应更大范围的对接飞行器质量及对接初始条件。
对接机构捕获
3. 机械连接
两个航天器接触的碰撞能量被缓冲、吸收之后,两对接端面被拉近、靠拢,然后通过机械锁系刚性连接为一体。除了要保证足够的连接刚度和承载能力,对于载人航天器,还要实现两航天器间的密封,以保证人员能够通过两个航天器的对接通道往来。与缓冲系统的配置原则类似,飞船一侧通常配置橡胶密封圈,空间站一侧配置金属密封面。
梦天实验舱与天和核心舱交会对接形成组合体
至此,两航天器结构固连合一形成组合体,电路、液路可连通,载人环境贯通,"1+1=1"的物理基础已全部具备。