在夢天實驗艙氣閘艙，由中國航天科技集團有限公司五院傾力打造的我國航天史上首個電動艙門，也是世界航天史中首次在空間站中使用電驅(qū)動自動開關(guān)的密封電動艙門，為我國航天員在軌安裝艙外設(shè)備提供了有力支持。

它的自動打開功能可為超大貨物的自動出艙提供通道，并在此前的貨物出艙任務(wù)中多次開啟，為我國空間站建造任務(wù)添加上濃墨重彩的一筆。

想要制造這樣一個“個頭”更大、功能更強的新型艙門并不容易，面對全新的結(jié)構(gòu)和機構(gòu)設(shè)計難題，五院529廠迎難而上、攻堅克難，憑借在空間站艙門研制方面豐富的經(jīng)驗，順利完成了制造任務(wù)。

【資料圖】

化曲為直

攻克加工新難題

夢天實驗艙的電動艙門采用全新的結(jié)構(gòu)和機構(gòu)設(shè)計，是空間站各艙門中研制難度最大、周期最長的艙門。

不同于圓形、平面密封結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)艙門，電動艙門首次采用方形、曲面密封結(jié)構(gòu)，這種全新的結(jié)構(gòu)給艙門制造帶來了大尺寸曲面密封結(jié)構(gòu)的精度要求更高、門體各處的壁厚尺寸差異性更大等一系列加工難題。

面對這些亟待解決的難題，艙門制造團隊進行了大量技術(shù)攻關(guān)。針對門體各處的壁厚尺寸差異性的難點，設(shè)計了柔性自適應(yīng)刀具，最終實現(xiàn)了大尺寸曲面密封結(jié)構(gòu)高精度輪廓加工，攻克了加工過程的難題。

以柔動剛

挑戰(zhàn)裝調(diào)高水平

夢天實驗艙電動艙門里還有一根特殊的“繩子”，別小看這根小小的繩子，作為繩系牽引機構(gòu)，它可是實現(xiàn)艙門開關(guān)的重要部分，電動艙門正是通過這個繩子進行開關(guān)門操作的。它是一種具有極高強度的非金屬繩，在相同重量下，它的拉伸強度是生活中普通鋼絲的6倍，真可謂是“以柔動剛”。

但是怎么能讓這個柔軟的繩子在“不緊繃”“不松弛”的狀態(tài)下準確拉動艙門運動呢？經(jīng)過多輪迭代修正，團隊最終實現(xiàn)了雙層聯(lián)動繩系的精確控制和安裝，使驅(qū)動組件電機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)均能對艙門施加作用力，順利實現(xiàn)了艙門自動開閉的功能。

不同于生活中的平面構(gòu)型的門框，電動艙門門框是在一個圓柱面上，要在這種圓柱面上關(guān)門，需要對關(guān)閉力度掌握得爐火純青，才能夠滿足艙體內(nèi)的密封要求，同時又確保開啟時的順暢無卡頓。這就需要嚴格控制艙門密封圈的壓縮率，保證其受力均勻一致。為此，艙門制造團隊通過數(shù)據(jù)仿真分析，提出方案解決了難題。

以虛代實

保證試驗更準確

電動艙門在地面上裝配完成后，還需要驗證太空中零重力環(huán)境下艙門的開關(guān)運行情況，那怎么驗證它能否滿足太空環(huán)境使用需求呢？

要模擬艙門處于零重力的狀態(tài)，就需要將它的重力平衡掉，從而驗證太空環(huán)境中的開閉狀態(tài)和密封狀態(tài)。為此，需要將電動外艙門與氣閘艙聯(lián)合開展密封試驗，工藝人員創(chuàng)新設(shè)計了空間微重力試驗裝置，解決了難題；另外，在試驗時，艙體處于封閉狀態(tài)無法實時觀察艙內(nèi)情況，艙門制造團隊提出了無線傳輸?shù)目梢暬瘷z測方法，在關(guān)門狀態(tài)下，也可以實現(xiàn)艙內(nèi)狀態(tài)可視化的監(jiān)測和數(shù)據(jù)連續(xù)傳遞統(tǒng)計。

關(guān)鍵詞