親愛的朋友們:
你們好!我是神舟十五號飛船返回艙。剛剛,我搭載著3名航天員成功返回。我想你們得知了這個好消息一定感到很高興。此刻,我的內(nèi)心也是心潮澎湃,久久不能平靜。
從1999年神舟一號飛船成功發(fā)射,到2003年神舟五號完成首次載人飛行,再到我今天順利“到家”,我們國家已圓滿完成了十次載人飛行任務(wù)。這二十多年來,我們“神舟飛船家族”持續(xù)受到大家的廣泛關(guān)注和高度喜愛?!斑@個側(cè)面為什么是金色的?”“這兩個洞是干什么的?”“航天員座椅為什么是這樣子的?”“神舟飛船到底是怎么造出來的?”……很多朋友對我們充滿了好奇,所以,我決定給你們寫這封信,介紹一下我的成長經(jīng)歷。
首先簡單介紹一下我自己,我和軌道艙、推進(jìn)艙相連,共同組成了神舟飛船。和人體結(jié)構(gòu)類似,我也有“內(nèi)臟”“骨骼”“皮膚”,甚至“外衣”,我的“皮膚”和“骨骼”是緊密連接的,五院的研制人員把它們叫做“蒙皮+筋”結(jié)構(gòu),蒙皮類似于“皮膚”,起到艙體密封作用,筋類似于“骨骼”,起到支撐加強作用。為了讓我能夠在太空超200攝氏度的巨大溫差環(huán)境下維持艙內(nèi)適宜的溫度,研制人員還會為我穿上一層特殊的“外衣”——熱控涂層。在我的體內(nèi),還有降落傘艙、航天員座椅等產(chǎn)品。
我是如何成長為這個樣子的?我的制作過程需要經(jīng)歷的步驟,可以用6個字“銑”“卷”“吹”“縫”“熱”“穿”來簡單概括,讓我給大家來科普一下吧!
“銑”外形,雕琢精準(zhǔn)身軀
我們這里所說的“銑”不是普通的清洗,而是數(shù)控加工的一種形式,也稱之為“銑削”。銑加工過程中,我要保持身姿不動,通過加工工具的旋轉(zhuǎn)和移動為我雕刻出標(biāo)準(zhǔn)的體型,比如我的出艙艙門、艙門門框等部位都是通過這個方式打造的。由于我體型具有“薄壁、精度高”的特點,加工時堪比在氣球上進(jìn)行雕刻。為此,研制人員對加工過程的工具旋轉(zhuǎn)速度和加工路徑進(jìn)行了精密設(shè)計。同時,為了保證航天員的安全,他們還通過選擇最佳的切削參數(shù)和過程控制,滿足了我密封部位對平面度、粗糙度苛刻的加工要求,為后續(xù)高質(zhì)量的裝配奠定基礎(chǔ)。
“吹”座椅,護(hù)航天地往返
大家都知道,神舟飛船返回艙內(nèi)的航天員座椅有著特殊的外形輪廓,航天員坐在其中就像胎兒在母體中的姿態(tài),在強過載沖擊下,能夠最大程度地減輕傷害。但是好多人并不知道這套座椅是怎么生產(chǎn)出來的。實不相瞞,是“吹”出來的。研制人員常常掛在嘴邊的“吹”,其實是一種比較先進(jìn)的熱成形工藝方法,它的學(xué)名叫做“超塑成形”。這種工藝方法在特定溫度和大氣壓的條件下,實現(xiàn)整體精密成形。生活中,這項技術(shù)在一些豪華跑車的變化流線車身蒙皮等產(chǎn)品制造中也有應(yīng)用。
“卷”蒙皮,實現(xiàn)量體裁衣
我的“皮膚”是一層金屬蒙皮,其中“頭部”和“底部”是“吹”出來的,而我的“腰身”是通過滾彎成形實現(xiàn)的,大家也可以形象地理解為“卷”。要實現(xiàn)精確的“卷”,就需要滾彎機這一利器。在它的加持下,4塊金屬板材從平面“卷”成了弧面,并組合成為三維錐筒。為了保證我身體體型的標(biāo)準(zhǔn),研制人員提前精確裁剪金屬板材,確保平面狀態(tài)的尺寸及輪廓精準(zhǔn),為“卷”筒奠定良好基礎(chǔ)。隨著滾彎成形技術(shù)的發(fā)展,該技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙、天舟貨運飛船等大型艙體的復(fù)雜一體化筋格蒙皮結(jié)構(gòu)中。
“縫”艙體,確保天衣無縫
我的身體是由多個部分組成的,為了保證航天員的安全和艙體密封要求,需要通過焊接的方法實現(xiàn),而負(fù)責(zé)焊接的操作者們也常常被稱為“鐵裁縫”。其實,要讓我的身體“天衣無縫”,難度很大。為了把我完美打造出來,需要用到10余套工裝、70余道工序,上百個零件,會涉及到手工焊和自動焊兩種方式,為了保證焊接質(zhì)量,焊接時要時刻觀察“縫合”質(zhì)量,因此焊接技能大師們往往一趴就是半天,每次身上都會被汗水濕透。而每當(dāng)看到美麗的“魚鱗”狀焊接紋路時,我都會在心中為他們的高超技藝點贊!
“熱”處理,保持標(biāo)準(zhǔn)身材
《西游記》中,孫悟空經(jīng)歷太上老君的三昧真火,練就金剛之軀和火眼金睛。其實我也需要經(jīng)歷“三昧真火”,這樣我的身形會更加標(biāo)準(zhǔn)。在“塑形”的過程中,我要先后經(jīng)歷490-500攝氏度及160-190攝氏度的高溫歷練,使我的骨骼更加健壯。另外,在加工階段和整艙焊接過程,我的身體會產(chǎn)生內(nèi)在的不適感,研制人員把它稱為殘余應(yīng)力,它的存在會導(dǎo)致我在任務(wù)執(zhí)行中產(chǎn)生裂紋、變形的風(fēng)險,所以他們會設(shè)置“熱敷”,以特定的溫度將我體內(nèi)的殘余應(yīng)力進(jìn)行釋放,從而保證我在飛行時的良好狀態(tài)。
“穿”外衣,呵護(hù)在軌冷暖
當(dāng)我與空間站交會對接后,“身體”難免會被其他艙體遮擋,表面最低溫度會低于零下100攝氏度。不過,有時候我局部又會持續(xù)受到太陽照射,最高溫度會超過100攝氏度。為了給航天員提供合適的環(huán)境,研制人員設(shè)計出了一款熱控涂層,并噴涂在我身體表面。我就像穿了一件神奇的銀色控溫“沖鋒衣”,能夠在200攝氏度大溫差、長期低溫及強輻射的太空中,將艙內(nèi)環(huán)境溫度控制在18-26攝氏度,自在翱翔。至于大家好奇的返回艙返回地球后,外表面金光閃閃的樣子,那其實就是我的銀色“外衣”在返回地球時,與大氣層高速摩擦并氧化變黃后的樣子。
介紹了這么多,不知道朋友們是否對我的成長經(jīng)歷有了更加深入的了解呢?在這特殊的時刻,為了踐行自己的科普使命,我給大家寫這封信,希望身在遠(yuǎn)方卻心懷星辰大海的朋友們能夠更加全面地了解我們,也希望在小朋友們的心中種下航天夢的種子。
回想二十年前,我的五哥(神舟五號飛船)圓滿完成我國首次載人航天任務(wù),成為我們“神舟飛船家族”永遠(yuǎn)的驕傲。那時,還沒出生的我,注定會肩負(fù)起更新更重的載人航天使命。六個月前,我們神舟十五號飛船成功與空間站交會對接,中國空間站組合體首次形成了由6個航天器組成的“三艙三船”的最大構(gòu)型,6名中國航天員在太空首次上演 “太空會師”。現(xiàn)在,我完成了我的使命,安全回到了祖國大地。
如今,中國空間站已全面進(jìn)入應(yīng)用與發(fā)展階段。5月30日,十六弟(神舟十六號)也來到了中國空間站。相信十六弟將會悉心守護(hù)“博士”乘組,保障他們在新任務(wù)、新征程中的工作和生活安全。期待六個月后,我們在美麗的地球家園再次相聚!
神舟十五號飛船返回艙
2023年6月4日
于東風(fēng)著陸場