◎本報記者 雍 黎

　　7月25日10時(shí)03分，神舟十四號航天員乘組成功開(kāi)啟問(wèn)天實(shí)驗艙艙門(mén)，順利進(jìn)入問(wèn)天實(shí)驗艙，這是中國航天員首次在軌進(jìn)入科學(xué)實(shí)驗艙。問(wèn)天實(shí)驗艙是我國空間站中最大的單體艙段，它的建造攻克了哪些技術(shù)難點(diǎn)，它的能量供給背后又有哪些科技支撐？科技日報記者從重慶市科技局獲悉，問(wèn)天實(shí)驗艙的建造和阿爾法對日定向驅動(dòng)機構背后都有重慶科研成果的支撐。

　　對構齒輪傳動(dòng)，讓太陽(yáng)翼不錯過(guò)每一道陽(yáng)光

　　為了保證空間站源源不斷的能量供給，問(wèn)天實(shí)驗艙配置了目前國內研制的最大面積可展收柔性太陽(yáng)翼，單翼全展開(kāi)狀態(tài)下長(cháng)達27米，面積可達138平方米，并且首次采用太陽(yáng)翼雙自由度同時(shí)轉動(dòng)，讓柔性太陽(yáng)翼24小時(shí)不間斷追蹤太陽(yáng)，確保每一縷陽(yáng)光都垂直照射在太陽(yáng)翼上。

　　問(wèn)天實(shí)驗艙在預定軌道上完成姿態(tài)調整和系統調試后，其太陽(yáng)能電池翼的阿爾法對日定向驅動(dòng)機構將投入使用。阿爾法對日定向驅動(dòng)機構對構齒輪傳動(dòng)由重慶大學(xué)機械傳動(dòng)國家重點(diǎn)實(shí)驗室自主研發(fā)。

　　“要實(shí)現太陽(yáng)翼24小時(shí)不間斷追蹤太陽(yáng)，靠的就是對構齒輪傳動(dòng)。”對構齒輪傳動(dòng)的研發(fā)者、重慶大學(xué)機械傳動(dòng)國家重點(diǎn)實(shí)驗室陳兵奎教授介紹，這是一種新型齒輪傳動(dòng)，其突出的誤差適應能力和較高的承載能力，能夠滿(mǎn)足太空極端高低溫交替變化對阿爾法機構提出的超大空間尺寸形變、高可靠、長(cháng)壽命等嚴苛要求。

　　“它的原理是我們受小時(shí)候滾鐵環(huán)的啟發(fā)而提出的。”陳兵奎說(shuō)，團隊早于2003年就開(kāi)展對構齒輪的研究，之后陸續形成了曲線(xiàn)—曲線(xiàn)、曲線(xiàn)—曲面的對構圓柱齒輪、對構錐齒輪等的理論體系，到目前為止，已經(jīng)獲得國際專(zhuān)利3項。而問(wèn)天實(shí)驗艙采用的是曲線(xiàn)與曲面的對構齒輪。滾鐵環(huán)，直走的時(shí)候，鐵環(huán)垂直于地面，而拐彎的時(shí)候，鐵環(huán)與地面傾斜，因此，陳兵奎猜想，曲線(xiàn)與曲面的接觸會(huì )具有很好的誤差適應性。經(jīng)過(guò)深入的研究，他們提出了具有很好誤差補償能力的線(xiàn)面對構齒輪傳動(dòng)。

　　據了解，陳兵奎教授團隊在前期積累的理論研究和工業(yè)應用基礎上，針對阿爾法機構對構齒輪傳動(dòng)進(jìn)行了近8年的攻關(guān)，攻克了極端工況下對構齒輪設計理論與方法、多物理量作用下對構齒輪數字閉環(huán)精密加工與測量、擬實(shí)條件下對構齒輪加速疲勞壽命試驗技術(shù)與裝備等多項關(guān)鍵技術(shù)，并在上海宇航系統工程研究所、上海航天設備制造總廠(chǎng)、鄭州機械研究所等單位的通力合作下，最終完成問(wèn)天實(shí)驗艙和夢(mèng)天實(shí)驗艙阿爾法機構對構齒輪產(chǎn)品的交付。

　　攻克多項技術(shù)難關(guān)，為實(shí)驗艙鍛造出超大規格板材

　　問(wèn)天實(shí)驗艙是我國空間站中最大的單體艙段。這次用于問(wèn)天實(shí)驗艙艙壁主體結構建造的5XXX超大規格蒙皮板，具有高冶金質(zhì)量、高性能和高表面質(zhì)量等技術(shù)要求，構件尺寸大，最大寬幅達到2000毫米以上，材料綜合性能要求高，生產(chǎn)難度極大。

　　面對國外技術(shù)壟斷、封鎖，西南鋁業(yè)(集團)有限責任公司研發(fā)團隊克服重重困難，攻克了5XXX合金工業(yè)化生產(chǎn)中合金成分精確控制等關(guān)鍵技術(shù)，解決了5XXX合金超大規格蒙皮板研制生產(chǎn)中大規格鑄錠鑄造開(kāi)裂等生產(chǎn)技術(shù)難題，最終批量生產(chǎn)出了具有國際先進(jìn)水平的5XXX超大規格板材，保證了工程所需。

　　西南鋁為長(cháng)征五號B遙三運載火箭量身研制的5米環(huán)，是目前我國火箭用最大鋁合金鍛環(huán)。2018年，西南鋁啟動(dòng)了5米環(huán)質(zhì)量提升工作，相繼攻克了鍛造軋制變形等多項技術(shù)難關(guān)，綜合性能達到世界先進(jìn)水平。10米超大型鋁合金整體環(huán)件的研制成功，更是刷新世界紀錄，為我國今后發(fā)射重型運載火箭解決了重大關(guān)鍵技術(shù)難題。

　　作為我國航空航天研發(fā)用鋁合金材料保障核心基地的西南鋁，為問(wèn)天實(shí)驗艙和長(cháng)五B遙三運載火箭分別提供了70%以上、60%以上的關(guān)鍵鋁合金材料，涵蓋鍛件、板材、型材、管材等多個(gè)大類(lèi)10多個(gè)規格品種。