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中国首次突破:卫星钛合金打印制造!

2015-09-26 08:49
孤身万里游
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  2015年9月25日,采用固体燃料发动机的我国新型运载火箭长征十一号在酒泉卫星发射中心成功发射,这是长征十一号的首飞,使我国具备快速发射卫星的能力。此次发射搭载了上海航天技术研究院研制的浦江一号卫星和中国科学院上海微小卫星工程中心研制的上科大二号卫星等4颗微小卫星。

    浦江一号:小卫星有大智慧

    浦江一号卫星由中国航天科技集团公司所属上海航天技术研究八院研制,可实现面向用户订制的快速便捷综合信息服务,按“互联网+”的要求,能广泛应用于电磁环境监测、国土资源普查、应急搜救等领域。

    突出创新驱动,注重用户体验

    随着信息技术的不断发展,人们对空间信息综合应用的需求越来越旺盛。“一带一路”空间信息走廊建设的提出,更是为国内方兴未艾的商业卫星市场提供了无限的空间。简化研制技术流程,缩短研制周期,发展低成本、高可靠性、满足多任务需求的小卫星星座,成为今后卫星技术发展的重要方向。

    出于对未来商业卫星发展应用的考虑,自2009年起,上海航天技术研究院八院即自筹经费开展专项研究,按照积木型、易组装的思路,着力打造一款简洁的面向多功能应用的小卫星平台,探索微小卫星领域产品化、标准化、集成化的突破。

    “一方面,这个平台必须具备一般卫星的完整功能,可满足空间环境运行和应用的需求,同时也要具备灵活多变的宽适应能力,能快速按照用户的需求进行快速配置。”型号负责人介绍。立足“面向用户,方便快捷”设计理念,浦江一号卫星首次采用了全数字化设计技术、通用化即插即用技术、柔性化结构设计等技术,能快速地和各种不同的有效载荷进行整合,并在一个月内完成集成测试、一个星期内完成发射准备、一天内完成在轨交付的目标。

    即插即用概念的提出,使得卫星在设计上摆脱了平台与载荷必须互相一一对应的限制,通过标准的机械接口、供电接口、控制接口和通信接口等,各个单机之间采用标准协议来约束,只要符合标准的设备,都可以实现即插即用。“这就好比组装电脑,我们可以根据不同的需求提供高中低的不同配置,形成货架产品来供你选择。而你需要安装的特殊设备,我们也提供了标准转换接口,插上就可以用。”标准化的平台设备,不仅可以大大降低卫星的研制成本,更为卫星的应用降低了门槛,今后城市定制、企业定制、乃至私人定制的卫星,将不再是遥远的期望。

    运用互联理念,3D打印首次上星应用

    智能制造是当下的热门话题,而浦江一号也在国内卫星上首次应用了3D打印技术,其天线支架采用了钛合金材料的3D打印成型方案。而这不是为了赶时髦,而是出于卫星快速研制、降低成本的需求。原来生产一个支架需要4个月的生产周期,采用3D打印,仅仅需要3天的时间——1天完成打印成型,2天开展性能检测检验。“3D打印支架的各项性能指标与传统机加工制造的支架性能相当,完全满足设计指标要求。”

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