【盘点:陕西的航天院所为“问天”实验舱研制了这些神奇配套产品】#陕西航天六院助推问天实验舱完美奔赴##问天探苍穹# 7月24日下午,“问天”实验舱顺利进入太空。此次发射任务中,航天四院为“问天”实验舱提供了全部舱体动、静结构密封产品,以及电机组件,为火箭系统提供了C/C密封环产品,消氢点火装置再一次成功点燃“第一把火”;航天九院771研究所配套核心处理单元、数据复接器、低速遥测编码单元等16个配套产品及213个品种的电路产品。

火箭系统:消氢点火装置、密封环、三冗余控制

航天四院42所研制生产的“长征五号B”排氢燃烧系统点火装置,可以在火箭氢氧发动机工作前2-3秒内点燃火箭发射的“第一把火”,利用燃烧产生的高温、高速燃气金属粒子流,来消除火箭发射前排出的大量低温氢气,以保证运载火箭发射的安全性。该装置具有高安全性、高可靠性的特点。采用了高安全性的药剂材料和先进的精确控制技术,确保能够“准时、准确”的点火,待消除氢气后又能及时“熄火”。更为称道的是,该装置实施双层保护设计,不仅能承受运载火箭点火时产生的高热流冲击,而且具有防爆功能,能避免装置万一失效可能发生的人员伤亡、设备损毁等安全事故。

此次发射任务中,航天四院43所研制的C/C密封环产品作为长五B火箭8台液氧/煤油发动机的关键构件,为火箭发动机圆满完成任务提供了可靠保障。该材料在高温高压工况动密封环境中使用,具有渗透率低,耐磨性好,可靠性高等诸多优点,已经逐渐在新一代液体发动机中成功替代传统石墨材料,取得良好使用效果。

箭载计算机是运载火箭的控制“大脑”。为确保长征五号B运载火箭稳定飞行、精确入轨,航天九院771所研制了三冗余箭载飞行控制计算机,自主开发了多项关键技术。控制周期同步技术,同步各冗余单元协同工作,保证精确输出控制指令,其同步精度达到纳秒级。1553B总线三中取二切换技术,实现1553B总线三冗余控制,确保长征五号B运载火箭内部的“双车道信息高速公路”传输通畅。

箭载计算机内部还设计了特定的“听诊器”,结合箭地高速串行通信技术,能够实时“侦听”射前和模飞过程中的各类关键参数,并自动组帧下传至地面测发控系统,为射前测试和发射决策提供数据支撑。

“问天”实验舱:密封件、机电、数管三兄弟、中心计算机

航天四院42所为“问天”实验舱提供了舱体、舱门动静密封件产品,这些密封件产品,可为舱体结构提供严丝合缝的密封系统,对隔离舱体与外层空间、支撑舱内环境起着至关重要的作用,可防止舱外的辐照,耐受空间环境各种严苛的考验,更确保航天员在太空进行生活和工作时的生命安全和舱内仪器仪表的正常运行,这些密封件产品最大的直径接近3米,周长9米,但是不能超过0.01毫米的误差,相当于一根头发丝的1/5的精度。该密封件能经受住-90到200℃高低温交替变化等严苛环境的考验,在轨使用寿命预计可达25年以上。

航天四院401所为“问天”实验舱提供了6组电机组件,包含步进电机、减速器、增速器、微动开关等部件,应用于实验舱外机械臂的载荷适配器主动端机构中,通过电机组件的自动化控制,实现主动端和被动端的快速对接,解决了电机组件长期在轨对大气环境中温度范围宽、空间辐射的耐受性等要求,为实验舱外开展大量暴露实验所需各类资源提供供给通道。

安装在数据管理分系统中的核心处理单元、数据复接器和低速遥测编码单元,是航天九院771所精心打造的“数管三兄弟”,相当于整舱的信息中枢,是整舱的核心组件。他们组合实现着整舱的信息接收、处理、分发和下传的重要任务。在轨工作时,他们源源不断地收入实验舱的实时状态、系统指令,以及来自地面站的遥控指令,经过有序地识别、分类、处理和重组,向对应单机发起指令,接收各单机的任务应答结果。他们还负责着向地面站下传信息的重要任务,对于重要的工程数据,由低速遥测编码单元进行加密,再与其它数据一同经数据复接器转换成高速数据流传回地面站。

环控生保分系统负责“问天”实验舱的环境控制监测以及航天员的在轨生理保证。航天九院771所研制的中心计算机,则是环控与生保分系统的信息中枢,时刻接收系统任务,分配并安排执行,同时收集、传递舱内的环境数据。环控出舱控制器安装在节点舱/气闸舱,负责舱内环境监测与控制。当航天员出舱时,进行泄复压控制,提供出舱支持。坐便器内部控制器和大小便收集控制器属于太空厕所的控制组件,时刻进行状态监测和故障显示,共同实现对大、小便的识别和收集控制。

乘员分系统直接服务于航天员,保证其饮食健康,其中的太空厨房食品设备满足航天员长期飞行中的饮食需求。航天九院771所研制的热风加热装置可将航天食品在规定时间内加热到适合在轨食用的温度;微波加热装置则用于加热非金属包装类的食品和饮用水等;饮水分配器除了加热日常饮用水,还能定量分配常温水和热水,滤除水中的银离子,保证航天员的健康饮水。

航天九院771所研制的舱外服舱载电气综合控制台为航天员出舱时的航天服系统提供数据通信、配电和话音通信。主要用于航天员出舱活动。

【盘点:陕西的航天院所为“问天”实验舱研制了这些神奇配套产品】#陕西航天六院助推问天实验舱完美奔赴##问天探苍穹# 7月24日下午,“问天”实验舱顺利进入太空。此次发射任务中,航天四院为“问天”实验舱提供了全部舱体动、静结构密封产品,以及电机组件,为火箭系统提供了C/C密封环产品,消氢点火装置再一次成功点燃“第一把火”;航天九院771研究所配套核心处理单元、数据复接器、低速遥测编码单元等16个配套产品及213个品种的电路产品。

火箭系统:消氢点火装置、密封环、三冗余控制

航天四院42所研制生产的“长征五号B”排氢燃烧系统点火装置,可以在火箭氢氧发动机工作前2-3秒内点燃火箭发射的“第一把火”,利用燃烧产生的高温、高速燃气金属粒子流,来消除火箭发射前排出的大量低温氢气,以保证运载火箭发射的安全性。该装置具有高安全性、高可靠性的特点。采用了高安全性的药剂材料和先进的精确控制技术,确保能够“准时、准确”的点火,待消除氢气后又能及时“熄火”。更为称道的是,该装置实施双层保护设计,不仅能承受运载火箭点火时产生的高热流冲击,而且具有防爆功能,能避免装置万一失效可能发生的人员伤亡、设备损毁等安全事故。

此次发射任务中,航天四院43所研制的C/C密封环产品作为长五B火箭8台液氧/煤油发动机的关键构件,为火箭发动机圆满完成任务提供了可靠保障。该材料在高温高压工况动密封环境中使用,具有渗透率低,耐磨性好,可靠性高等诸多优点,已经逐渐在新一代液体发动机中成功替代传统石墨材料,取得良好使用效果。

箭载计算机是运载火箭的控制“大脑”。为确保长征五号B运载火箭稳定飞行、精确入轨,航天九院771所研制了三冗余箭载飞行控制计算机,自主开发了多项关键技术。控制周期同步技术,同步各冗余单元协同工作,保证精确输出控制指令,其同步精度达到纳秒级。1553B总线三中取二切换技术,实现1553B总线三冗余控制,确保长征五号B运载火箭内部的“双车道信息高速公路”传输通畅。

箭载计算机内部还设计了特定的“听诊器”,结合箭地高速串行通信技术,能够实时“侦听”射前和模飞过程中的各类关键参数,并自动组帧下传至地面测发控系统,为射前测试和发射决策提供数据支撑。

“问天”实验舱:密封件、机电、数管三兄弟、中心计算机

航天四院42所为“问天”实验舱提供了舱体、舱门动静密封件产品,这些密封件产品,可为舱体结构提供严丝合缝的密封系统,对隔离舱体与外层空间、支撑舱内环境起着至关重要的作用,可防止舱外的辐照,耐受空间环境各种严苛的考验,更确保航天员在太空进行生活和工作时的生命安全和舱内仪器仪表的正常运行,这些密封件产品最大的直径接近3米,周长9米,但是不能超过0.01毫米的误差,相当于一根头发丝的1/5的精度。该密封件能经受住-90到200℃高低温交替变化等严苛环境的考验,在轨使用寿命预计可达25年以上。

航天四院401所为“问天”实验舱提供了6组电机组件,包含步进电机、减速器、增速器、微动开关等部件,应用于实验舱外机械臂的载荷适配器主动端机构中,通过电机组件的自动化控制,实现主动端和被动端的快速对接,解决了电机组件长期在轨对大气环境中温度范围宽、空间辐射的耐受性等要求,为实验舱外开展大量暴露实验所需各类资源提供供给通道。

安装在数据管理分系统中的核心处理单元、数据复接器和低速遥测编码单元,是航天九院771所精心打造的“数管三兄弟”,相当于整舱的信息中枢,是整舱的核心组件。他们组合实现着整舱的信息接收、处理、分发和下传的重要任务。在轨工作时,他们源源不断地收入实验舱的实时状态、系统指令,以及来自地面站的遥控指令,经过有序地识别、分类、处理和重组,向对应单机发起指令,接收各单机的任务应答结果。他们还负责着向地面站下传信息的重要任务,对于重要的工程数据,由低速遥测编码单元进行加密,再与其它数据一同经数据复接器转换成高速数据流传回地面站。

环控生保分系统负责“问天”实验舱的环境控制监测以及航天员的在轨生理保证。航天九院771所研制的中心计算机,则是环控与生保分系统的信息中枢,时刻接收系统任务,分配并安排执行,同时收集、传递舱内的环境数据。环控出舱控制器安装在节点舱/气闸舱,负责舱内环境监测与控制。当航天员出舱时,进行泄复压控制,提供出舱支持。坐便器内部控制器和大小便收集控制器属于太空厕所的控制组件,时刻进行状态监测和故障显示,共同实现对大、小便的识别和收集控制。

乘员分系统直接服务于航天员,保证其饮食健康,其中的太空厨房食品设备满足航天员长期飞行中的饮食需求。航天九院771所研制的热风加热装置可将航天食品在规定时间内加热到适合在轨食用的温度;微波加热装置则用于加热非金属包装类的食品和饮用水等;饮水分配器除了加热日常饮用水,还能定量分配常温水和热水,滤除水中的银离子,保证航天员的健康饮水。

航天九院771所研制的舱外服舱载电气综合控制台为航天员出舱时的航天服系统提供数据通信、配电和话音通信。主要用于航天员出舱活动。

酷客们对200W超快闪充都非常感兴趣,还有一些问题,再和大家展开聊聊!

1、为什么iQOO可以首发量产200W超快闪充?
从第一代iQOO手机的44W超快闪充到iQOO 5 Pro的120W超快闪充,iQOO对充电速度的追求实现了一次又一次地突破。
在我们首发 6C ⾼规格电池与120W的时候,大家都认为那就是极限了。但是当我们看到酷客们一次次对我们超快闪充的肯定时,又不断地鼓励着我们要再努力突破。所以我们还要继续往上走,探索更高的追求去满足用户,这是刻在iQOO“生而强悍 探索不止”品牌基因里面的源动力。
再者我们有着深厚的闪充技术积累,我们相信自己有这个能力来做好200W超快闪充这件事。

2、实现200W超快闪充到底有多难?
我们的工程师用了整整3年的时间才把这项技术攻克下来,更难的是,我们实现了关键器件的100%国产化!
3年前的7月,我们决定做200W闪充。那时候领先的技术部件都是被国外的厂商垄断。我们不得不寻找国外技术支持,选用他们的核心零部件,但他们的产品也不能达到我们的高标准需求。为了实现200W闪充,更为了不被国外企业卡脖子,我们决定选择国产化,与国内供应商联合研发。现在,在最关键的电荷泵充电芯片、电池隔膜、电解液等核心器件、材料和工艺上,我们实现了 100% 国产化,一举打破过去被日韩等国外企业垄断的局面。

当中,我们工程师经历了“从头再来”和“不断重复”。也许你会认为只不过是提升了充电速度,在120W闪充的基础上改改就行,其实不然。要知道电芯电极越薄充电能力越强,全新200W的电极厚度远薄于之前120W的,而更薄的电极片已经超出了当前设备的能力。为了研发更薄的电芯,我们决定“颠覆式创新”,推翻之前的生产工艺再做了大量改进,在这个过程中调整设备。这下我终于知道工程师头发为什么会掉光了。。
然而,充电也不只能看速度,还要关注使用寿命和高温稳定性。为了达到这三者的平衡,我们花了两年的时间通过DOE实验来验证电池电解液的配方。就像是开发火箭燃料一样,不仅要找合适的物质,还要确定每个物质的最佳比例。某些物质的比例精度要达到0.1%这样的量极,难度非常大。
类似以上的难关,还有很多,好在我们都一个个攻克下来了。想到大家马上就能享受到200W超快闪充带来的便利,过程再艰辛也是值得的。

3、200W充电安全吗?会不会发热严重?对电池寿命影响大么?
为了保证200W充电系统的安全稳定,我们下足了功夫。在充电器与整机端配置了过流、过温、过压三重防护,电池端也有过流、过压保护装置。
在整机端,为了能全方位检测温度状态,我们在iQOO 10 Pro机身上配置了14颗高精度温度传感器,用于充电温度检测4颗分布在手机的主板、副板、电池以及电池保护板上,其中主板部位的温度传感器用于手机表面温度的调控,电池区域的温度传感器用于电池温度的调控。这些高精度温度传感器就像是覆盖人体的感官神经一样,实时检测手机温度,智能调控充电速度,让手机温度保持在最安全的状态。

再来谈谈发热的问题。在技术突破的同时,我们也对手机安全及温度控制进行了同步提升,甚至可以说安全考量要先于速度追求。200W 超快闪充在整机经历 65℃ 与 零下 40°C ,共计 144 个小时的严苛测试后,仍然可以保持正常的使用。在温控安全性测试方面,我们绝对是用到“恐怖”的标准来要求自己。

最后是用户担心的电池寿命的问题。我们开发了独家电池寿命优化算法,通过温度传感器与电量计的配合,让电池更耐用更长久,即使历经1600次循环后仍可保证 80% 以上的容量。这意味着,如果按平均一天两充的频率来换算,使用2年多依然能保持一个较好的电池健康度;如果实在使用时间非常久了,我们也有电池换新售后服务,多维度来保证用户的体验,所以用户不用担心。

4、200W超快闪充成本到底有多贵?
这么说吧,仅电芯的成本200W就比120W上涨了约60%,而电芯的成本主要在材料。
这次200W超快闪充的正极材料用上了军工与航天领域的关键稀土元素——镧和铱。为了找到这两种元素,我们花了3年的时间,淘汰了十几种备选元素。光找到这两个元素还不够,还要通过实验确定这两种元素的最佳比例,每次都要进行长达半年的电池寿命验证,来确保新材料的可靠性。为此,我们总共投入了数千万费用,特别是研发过程的投入,不是单个生产成本可以衡量的。

5、200W超快闪充研发到量产遇到什么问题?
研发到量产会经历从技术方案成型,到试模,最后到量产的三个阶段。
不少优秀的行业技术方案,最终都是因为没有达到量产标准而难产了,仅仅停留在PPT或者试模阶段。
例如前面我们提到过的,我们发现200W电芯电极的厚度比传统120W电池的薄很多,超出了当前设备的工艺能力。为了确保电芯能做,我们在工艺上做了大量改进,之前120W的量产参数被完全推翻。在这个过程中调整设备参数,调整工序参数要花费很多资源。不过在经过产能爬坡后,这些问题都已经解决了,现在完全可以实现行业内首发大规模量产。

6、很多等等党在纠结,要不要等下一个闪充技术迭代?
我个人建议:完全不必多等, iQOO的200W超快闪充就是今年的快充天花板,这样具有跨时代意义的黑科技,预计在较长一段时间内,依旧是T0级别的配置,在闪充界堪称屠榜的存在,建议大家早买早享受。


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