隨著長征七號遙四火箭9月20日下午成功將天舟三號預定軌道，中國空間站的第二位“快遞小哥”天舟三號開始了派件旅程。
就如同一座工廠、一棟樓宇，甚至一個家庭的運轉時刻離不開電一樣，天舟貨運飛船也是如此。
剛剛出征空間站的“快遞小哥”天舟三號的能源供給怎樣高可靠保障?中國航天科技集團上海航天技術研究院811所為這位“快遞小哥”提供了充足的能量。
能源保障的背后有怎樣的故事?就此，記者采訪了811所相關專家，揭開背后的秘密。
在整個空間站系統(tǒng)的運行過程中，貨運飛船在能源供給方面發(fā)揮著重要的作用。除了給自身運轉提供所需的電源外，天舟三號可以實現(xiàn)與核心艙的雙向供電，關鍵時刻為核心艙提供1000瓦左右的電力。另一方面，可為采用低壓電源系統(tǒng)的神舟飛船供電，和諧靈活，合理調配，確保整個空間站的正常運行。
而核心艙給貨運飛船供電，主要是考慮到貨運飛船安裝在核心艙的尾部，且貨運飛船太陽電池翼體積較小，容易受到空間站其他組合體的遮擋。當然，接受來自核心艙2000瓦的電力“饋贈”，貨運飛船自身需要經(jīng)歷一個高壓并網(wǎng)適應的過程。
為了驗證天舟三號電源分系統(tǒng)在空間站組合體并網(wǎng)供電模式下的適應性和可靠性。811所研制人員策劃了多項在軌并網(wǎng)供電試驗，開展了包括三艙聯(lián)試、五艙聯(lián)試等各個層級的地面并網(wǎng)供電專項試驗。抱著不放過每一根電纜、不放過每一個參數(shù)的態(tài)度，從艙上設備狀態(tài)、軟件狀態(tài)、測試文件、地面設備、測試流程等多個層面進行了多次確認。
同時，研制人員開展了提高可靠性的優(yōu)化設計更改，811所貨運飛船電源分系統(tǒng)主任設計師王振緒說，“貨運飛船共有6個鋰離子蓄電池模塊，組成3個機組，每個機組里面安裝了模塊電壓采集電路。通過對貨運飛船電源分系統(tǒng)進行了再設計分析，發(fā)現(xiàn)如果在軌運行一年，會損失1安時的電池容量。盡管這樣的差異不會影響貨運飛船的正常運行，但經(jīng)過多次確認后，我們取消了該模塊電壓采集電路，減小了電池容量損失，提高了充電判斷的可靠性?！?/p>
隨著今年中國空間站在軌組建任務正式開啟，中國載人航天也進入了批量化生產(chǎn)、高密度發(fā)射時代。
從上半年的天舟二號，到下半年的天舟三號，以及后續(xù)待發(fā)的一系列貨運飛船，如何確保批產(chǎn)狀態(tài)下的高可靠性，怎樣在高密度發(fā)射下有條不紊地開展一系列工作，都是亟需解決的問題。
王振緒說，從天舟三號開始，他們開始執(zhí)行“在線產(chǎn)?！狈桨?，將一些過程和控制節(jié)點前移，重點加強過程質量控制。按照9張表、22條產(chǎn)保要素，逐條查看在設計文件和工藝文件中的落實情況，確保每一條要求在文件中都有量化或可執(zhí)行的依據(jù)。同時，嚴控產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的工藝狀態(tài)，并參考天舟一號、天舟二號的在軌飛行測試數(shù)據(jù)范圍，開展成功數(shù)據(jù)包絡線分析，以究根究底的態(tài)度確保產(chǎn)品質量滿足要求。
高密度發(fā)射情況下，如何保證每年多艘船的滾動生產(chǎn)測試、發(fā)射場試驗、飛行控制正常健康運轉，也是一大考驗。
科研人員在保證測試覆蓋的情況下，盡量優(yōu)化研制流程、測試流程及發(fā)射場流程。譬如，天舟三號取消了在北京開展的太陽電池翼與艙體的大型對接試驗，將這個前后耗時近10天的大型試驗的驗證環(huán)節(jié)、驗證目的進行分解，取而代之的是靈活機動的太陽電池翼部組件級試驗。這樣做的優(yōu)勢在于有些組件級試驗可在上海直接開展。
同時優(yōu)化的，還有電源分系統(tǒng)分流調節(jié)器的測試項目流程，讓測試時間從原先的5天縮減為1天。另外，對滿足一致環(huán)境試驗條件的天舟三號控制單機產(chǎn)品進行了統(tǒng)籌規(guī)劃，“統(tǒng)一控制，統(tǒng)一管理，流程優(yōu)化后，一人可以負責多臺產(chǎn)品，而原先需要一人或多人負責一臺產(chǎn)品”，811所天舟三號電源分系統(tǒng)副主任設計師朱超說道。
