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超乎想象!几年后中国火箭内部可以一根电缆也没有

原创 航天科技一院 中国运载火箭技术研究院

  说起无线充电、无线通信,在民用领域应用非常广。不过生活中使用的无线技术,只是让手机、电动牙刷等摆脱了一根线的束缚,而中国运载火箭技术研究院研发中心正在研究的“运载器无线传输系统技术”,能让火箭摆脱上百根、重达数百公斤的电缆。预计两年后,火箭内部就可以没有一根电缆,实现信息与电能的无线传输。

火箭内部有个“电缆网”

  火箭上天要带各种设备,控制系统、遥测系统等系统的设备加起来有几十台。每台设备都需要通过电缆连接蓄电池为它供电,设备之间也要通过电缆连接进行数据交互。

  研发中心该项目负责人刘飞介绍,在现役火箭中,电缆的数量有上百根、重达数百公斤,它们组成了庞大的电缆网。这些电缆的接口就有上百种,从研制到安装都很复杂,再加上飞行过程中受振动环境的影响,容易发生损伤、短路等,在对质量问题的统计中,由电缆引发的质量问题一直处于高位。

△目前火箭上用的各种电缆

在火箭里建起无形的“高速公路”

  刘飞说:“我们研究的‘运载器无线传输系统技术’就是让火箭实现‘无缆化’。”简单地说,基于电磁感应原理,在箭上的蓄电池以及每台设备上安装一套收发装置,在设备与蓄电池、设备与设备之间建立起一条无形的“高速公路”,信息与电能就可以在这条高速路上同时传输了。

△电磁感应原理

  刘飞介绍,无线供电在手机、电动牙刷等民用领域已经有应用,但箭上的使用条件更复杂,一块蓄电池通过电磁感应要给所有设备供电,而且每台设备都有不同的工作模式,“从民用走向火箭,无线供电就变成了一项复杂的系统工程”。无线通信,对大家来说也很熟悉。近距离的像蓝牙、Wifi等,但火箭用的无线通信技术抗干扰能力强,并且只在设定的区域有信号,可靠性和安全性更高。
  “我们最关键的技术是‘电能和信息一体化传输技术’,无线供电、无线信息传输可同时进行。这项技术在国内外还没有应用。目前我们已经完成了地面演示验证试验。”刘飞说。

从有线变无线,火箭“轻装上阵”

  摆脱电缆的束缚,火箭的自重至少减少上百公斤,这意味着火箭可以增加上百公斤的有效载荷,相当于一颗小卫星的重量;从有线变无线,火箭的电气系统可以实现真正的模块化组装,提高火箭的研制发射效率,也降低了研制成本。

“无缆化”——未来发展方向

  刘飞介绍,目前在轨航天器、机器人等涉及复杂电气系统的行业领域都在积极开展“无缆化”相关研究,但都处于起步阶段。“我们研发中心是国内较早提出这一概念的,预计今明两年就具备开展搭载试验的条件,随着这项技术的成熟,还有望向其它领域拓展。”

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昨天中午,孙义全安全返回珠峰大本营。第一时间通过卫星电话与本报记者电话连线——
“我在世界之巅的十分钟”

5月21日,当代艺术家、登山家孙义全成功登顶,到达海拔8844.43米的珠峰之巅!成为民间珠峰登顶次数最多的中国人!记者了解到的最新消息是,当地时间5月22日凌晨2点,孙义全已下撤到2号营地(海拔5943米),并在那里过夜。当日中午平安返回了珠峰大本营。

回到大本营的孙义全第一时间与本报记者电话连线。孙义全在电话里讲述了最后冲顶和在峰顶度过的十分钟。

最后冲顶是“硬抗下来的”

【电话录音】 今年的路跟往年一样。通过最难的路段昆布冰川用了五个小时。虽然地形复杂,但海拔不高,走起来没那么吃力。这对我们来说,已经是很幸福了。

按计划20日下午到4号营地,休息五个小时后冲顶。但到了那之后发现天气突变,刮起大风。大到什么程度呢,我们在帐篷里的人要坐在四个角压着,才能避免帐篷被风刮跑。

在4号营地,我跟大本营联络,大本营建议我推迟一天,但推迟一天对我的伤害更大。还有,我带的氧气也不多了。我跟向导瓦隆商量,瓦隆只说了一句话:你想登顶,我就陪你上。

从4号营地到最后冲顶,我用了九个半小时。遇到的最大的问题就是风太大,风还会把山上积雪刮起来。风雪天气冲顶,视线不好就不说了,最可怕地是呼出的气体很快结冰,硌的脸疼痛难忍。就这样,我们基本是摸索着上去的。我的前面的印度登山队,他们的速度非常慢,在那种环境下又不能强行超过。所以,行进速度过慢。我就是担心自己的氧气能不能够用。

这次登顶是我三次登顶珠峰最痛苦的一次。

【记者的话】 最后冲顶的那段路程并不长,但就是这段路程被称为“死亡地带”。而孙义全又偏偏赶上恶劣的天气。可见,这次登顶的难度有多大。孙义全说,这是他最痛苦的一次。

不过,冲顶过程是“痛并快乐着”!尤其是成功登顶后,所有的痛苦都会被成就感冲淡,冲得烟消云散。

十分钟觉得那么短

【电话录音】 经过九个半小时的行进,终于到达了珠峰峰顶。

冲顶成功,很激动,因为我终于有一次站在了最想站在的地方——珠穆朗玛峰峰顶。完成了自己的心愿。但只是激动了一会儿,毕竟我只能在峰顶停留了10分钟,还有好多的事情要做。

先是用安全绳把自己固定在山上,以确保个人的人身安全。然后是忙着拍登顶照,因为尼泊尔官方认证时需要登顶照。随后,我拿出了写有“祝福祖国,祝福沈阳”、冬奥会会旗进行拍照。同时,还在峰顶特别展示了《沈阳日报》。

在珠峰峰顶的10分钟,时间短暂,感觉还有好多的事情要做。

【记者的话】 从沈阳出发,辗转拉萨,加德满都,再到珠峰大本营。然后从大本营出发,经过2、3、4号营地,再到最后的冲顶。这一切就为能最后抵达海拔8844.43米的珠峰之巅。就是为了这短短的十分钟。

这样的抵达是每一个跋涉者毕生所追求的终极目标。这样的抵达,是每一个追求者最执著的信念。

如果可能当然还会再来

【电话录音】 下撤的时候,因为有两名印度登山者遇难,行进的速度非常慢。我不担心自己的体能,就怕氧气不够用。我清楚,如果没有氧气了对于我来说意味着什么。

下撤的路很窄,很难“超车”。最后还算幸运,平安返回4号营地。做了必要的补给就继续下撤。现在总算平安回到大本营。

还是那句话,这次珠峰之行是三次来珠峰最痛苦的一次。每一次完成登顶后,都会告诉自己再也不来了。可没过多久,就开始想这片山,想这里的一切一切。

你问我还会不会再来,实话跟你说,如果可能当然还会再来。

【记者的话】 我特别能理解孙义全“还会再来”的表述。当然,能登上世界最高峰,完全可以满足任何一个攀登者的心愿。但对一个真正的攀登者来说,追求永无止境。我知道,即使孙义全不来珠峰,也会有其他方式的追求。

向前,向上,就是孙义全精神世界的真实写照。这何尝不应该是每一个人所追求的目标呢。


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