解析神州八號(hào)上應(yīng)用的激光技術(shù)
“神州八號(hào)”的成功發(fā)射,并與 “天宮一號(hào)”的順利對(duì)接,為中國(guó)2020年左右建成空間站邁出關(guān)鍵一步。我國(guó)的航天技術(shù)再次獲得重大突破,其中,激光技術(shù)在航空航天領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用功不可沒(méi)。
另外,由于飛船在大氣層中飛行會(huì)產(chǎn)生很大的熱量,在飛船內(nèi)需要有許多包覆層來(lái)實(shí)現(xiàn)隔熱,為了在溫度上升過(guò)程中順利的將包覆層之間的空氣排出,需要在包覆層上面均勻分布很多微細(xì)的小孔,華工激光針對(duì)這一應(yīng)用并結(jié)合自身的薄型材料激光切孔專利開(kāi)發(fā)的自動(dòng)激光切孔機(jī)已經(jīng)應(yīng)用到包覆層切孔上。
3.太陽(yáng)電池片劃片 飛船脫離運(yùn)載火箭順利進(jìn)入太空后,展開(kāi)后的太陽(yáng)帆板相當(dāng)于一個(gè)小型發(fā)電站,通過(guò)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能,來(lái)為飛船上的電器設(shè)備提供能源。飛船上雖備有應(yīng)急電源,但支持的時(shí)間有限,所以主要還是依靠太陽(yáng)帆板提供電能。 這一次,神舟八號(hào)飛船電源帆板采用了新的太陽(yáng)電池片:三結(jié)砷化鎵新型電池,原來(lái)從神一到神六采用的是單晶硅太陽(yáng)電池,以前只能達(dá)到14.8%的光電轉(zhuǎn)換效率,而神八和“天宮一號(hào)”采用的都是轉(zhuǎn)換效率達(dá)到26.8%的高效三結(jié)砷化鎵太陽(yáng)電池。因此,發(fā)電能力提高了50%。 這種電池的襯底通常為鍺(Ge),在進(jìn)行疊層的外延生長(zhǎng)之前,需要對(duì)襯底進(jìn)行劃片處理。襯底劃片的質(zhì)量直接影響電池的性能。 激光劃片技術(shù),特別是短波長(zhǎng)激光如綠光/紫外激光,其加工熱影響區(qū)小,劃線質(zhì)量?jī)?yōu)越。無(wú)接觸式加工避免刀片加工產(chǎn)生的應(yīng)力,可以有效提高襯底的優(yōu)等品率,同時(shí)對(duì)電池性能也有很大的改善,因此在太陽(yáng)電池片制造過(guò)程中獲得廣泛應(yīng)用。 4.航天零部件的打標(biāo) 軍工產(chǎn)品、航空航天零部件要求進(jìn)行高質(zhì)量的跟蹤,零部件的打標(biāo)也通常使用激光打標(biāo)來(lái)完成,如航天用傳感器、航天用刀具等。激光打標(biāo)因其標(biāo)記的內(nèi)容不可擦除,耐酸堿腐蝕,不會(huì)被有機(jī)溶劑溶解,因此被廣泛應(yīng)用于航天及軍工產(chǎn)品的質(zhì)量追蹤等。 除此之外,飛船還可能使用激光進(jìn)行金屬板毛化、材料表面強(qiáng)化等。 交會(huì)對(duì)接對(duì)建立空間站、運(yùn)送航天員、補(bǔ)給物資,乃至太空救援至關(guān)重要,完全掌握這項(xiàng)技術(shù)有助登臨月球以及地外行星。此次交會(huì)對(duì)接任務(wù)完成后,神舟飛船將逐步形成狀態(tài)固化的天地往返載人飛船,組批投產(chǎn)。隨著中國(guó)的航空工業(yè)以令人驚嘆的速度大跨步的向前進(jìn),激光在航天航空領(lǐng)域的應(yīng)用,也會(huì)越來(lái)越廣泛和深入。 |
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