天舟貨運飛船全解析

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天舟六號成功發(fā)射！功能拓展能力出色！一路走來如何步步突破？天舟新構(gòu)型如何開拓？各國貨船排名，天舟是第幾個？咱們一一解析！

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第一，天舟六號裝了什么？

這次送了新東西，一組電推進氙氣瓶。它是干什么用的呢？空間站上有電推進系統(tǒng)，核心艙有四個霍爾電推。它是通過電離惰性氣體、高速噴出，產(chǎn)生推力，用來為空間站維持軌道。電推雖然推力小，但是能精確調(diào)整、工作時間也長，而且用愛發(fā)電，太陽光來發(fā)電，能細水長流地發(fā)揮作用。這次送上去的惰性氣體氙氣瓶，就是干這個的。

其它的是常規(guī)物資，服裝、食品、飲用水，吃喝拉撒必須滿足。但比以往來的要多一些。因為天舟六號是今年唯一貨船，要滿足神舟十六號半年和部分神舟十七號乘組時段的需求。比如，這次新鮮水果帶了大約70公斤，是天舟五號的2倍。

而除了物資，必帶的還有推進劑，這次帶了1.75噸，1噸多是天舟六號自己用，700公斤是給空間站加油的。

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第二，天舟六號有什么新特點？

概括起來兩個首次！空間站轉(zhuǎn)入應(yīng)用與發(fā)展階段后的首次飛行任務(wù)。新一批次貨運飛船中，首艘執(zhí)行任務(wù)的。咱們國家貨船是一批一批造的，天舟六號到天舟十一號是同一批，一共六艘。

新批次、新氣象，最大變化是空間更大、裝貨更多！

裝貨有效容積從18.1立方米提升到22.5立方米，擴大了20%多。貨物運載能力從6.9噸提升到大約7.4噸，

如何實現(xiàn)的呢？

貨船的推進艙里原來有八個推進劑貯箱，現(xiàn)在改為了四個，減少了四個，空間騰出來了。然后把原來貨物艙后錐段的平臺電子設(shè)備挪到了推進艙里。再把后錐段密封起來，就可以裝貨了，擴大了貨物有效容積。妙??！平臺配置上也做了優(yōu)化，天舟五號和之前的貨船用的是窄波束中繼終端，天舟六號開始的新一批，配置的相控陣中繼終端。這樣，在不影響測控能力的情況下，成本大大降低。此外，元器件國產(chǎn)化比例也大大的提高了。

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第三，貨運飛船的基本情況如何呢？

天舟整船長是10.65米，艙體最大直徑為3.35米，最大起飛重量13.5噸。整體結(jié)構(gòu)分成了貨物艙和推進艙兩段。未來天舟構(gòu)型還能拓展，咱們一會兒說。

貨物艙由前錐段、柱段、后錐段組成。柱段是天舟直徑最大的地方，最大外徑是3.35米，長度是4米。

貨物艙里邊，是“貨架+標準裝載結(jié)構(gòu)”。貨架是由鋁蜂窩板結(jié)構(gòu)的儀器板和立板組成的，高度大約是4米，有4層物資安裝空間。貨架上預留了通用的機械接口，可以通過標準裝載結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)和貨物的連接、固定，也可以適應(yīng)艙外航天服、水箱、氣瓶等特殊貨物的運輸任務(wù)。

推進艙是能源和動力艙段，主要布置太陽電池板、電池組等能源系統(tǒng)，還有貯箱、氣瓶等推進補加設(shè)備和發(fā)動機組。推進艙是柱狀的非密封結(jié)構(gòu)，外徑是2.776米，高度是3.2米。?

太陽電池板單翼展開寬度是14.9米，兩翼面積約30平方米，比我家一個屋子大多了。采用的是三結(jié)砷化鎵太陽電池片，發(fā)電差不多3kw。

姿態(tài)和軌道控制，配置了32臺姿控和4臺490N軌控發(fā)動機。?

推進劑補加是貨船非常重要的任務(wù)。采用的是“增壓氣體回用+推進劑恒壓擠壓”方案。簡單來說，空間站把自己推進劑貯箱氣腔里的增壓氣體回抽到氣瓶，這樣貯箱背壓就降低了，空間站和貨船貯箱產(chǎn)生了壓差。貨船把推進劑擠壓過去。

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第四個問題，為什么說天舟不只是快遞小哥？

這點咱們必須要更新觀念了。因為天宮空間站、神舟、天舟的技術(shù)體系是保持一致的，它們對接之后，能夠成為有機整體，那干的事情就多了，所以別叫人家快遞小哥了，現(xiàn)在是全能王。

除了送貨和推進劑補加，最起碼還能干四件事兒。

一、可以并網(wǎng)供電，天舟和空間站是可以雙向并網(wǎng)供電的。關(guān)鍵時刻，天舟能為空間站提供近1千瓦的電。也可以通過空間站為神舟飛船供電。

二、可以為空間站控制軌道。貨船對接在后向的時候，利用貨船尾部4組490牛發(fā)動機，可以進行空間站的軌道控制。

三、具備空間站遙測、數(shù)據(jù)傳輸?shù)冗\營支持能力?？臻g站可以通過天舟的中繼天線，下行百兆高速數(shù)據(jù)。

四、可以作為試驗平臺。每次任務(wù)可以余出300公斤左右重量，用于上行試驗載荷。貨船作為試驗平臺有幾個優(yōu)勢。每年能發(fā)射1到2次，頻度高、成本低。平臺能力強。貨船能精確自主測定軌道，具備軌道機動能力，直徑3. 35米的艙體還能放大型載荷。貨船能留軌6個月以上，可以分階段充分進行試驗。同時，任務(wù)適應(yīng)性好。天舟脫離空間站之后，可以根據(jù)試驗需要和空間站編隊飛行。可以釋放微納星、機動飛行器。還可以充當?shù)鼗?空基定向武器試驗靶標。再重復一遍，可以充當?shù)鼗?空基定向武器試驗靶標。而且，貨船里里外外都能放試驗載荷。內(nèi)部可以安裝包絡(luò)尺寸不超過50厘米×65厘米×70厘米，重量不超過50公里的載荷。貨艙柱段外側(cè)，I象限和III象限部分區(qū)域能安裝載荷。后錐段內(nèi)壁、外壁桁架也有16個試驗載荷安裝平臺。此前，天舟五號搭載了三項試驗載荷，而天舟一號以來貨船已經(jīng)搭載了十多項實驗。

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第五個問題，天舟未來還會有新變化嗎？

天舟貨運飛船設(shè)計之初，是按照模塊化的思路來設(shè)計的。包括了推進艙、密封貨艙、半密封半開放貨艙和全開放貨艙，四個模塊。

根據(jù)任務(wù)需要，推進艙模塊和另外三種模塊的一種搭配組合，從而形成天舟貨運飛船三種構(gòu)型的型譜。

現(xiàn)在咱們看到的，包括天舟六號，都是推進艙+密封貨艙的組合，主要執(zhí)行密封加壓貨物運輸，和推進劑補加工作。

推進艙+半密封半開放貨艙的組合。半密封半開放模塊，靠近推進艙的部分是打開的，另一端是密封的。這種組合除了具備全密封貨船的運輸能力外，還可以運送艙外非密封試驗載荷，比如測控天線，以及艙外維修備件，比如太陽電池翼。

推進艙+全開放貨艙的組合。用于運送空間站拓展艙段、大型天線等大型貨物。

這三種構(gòu)型的貨運飛船配合使用，就可以滿足空間站工程各類貨物的運輸需求了。相信這些構(gòu)型以后都會逐步出現(xiàn)。?

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第六個問題，天舟一路走來，是如何一步步升級的？

從2017年天舟一號首飛，到天舟六號，取得了一系列重要成果。

天舟一號，實現(xiàn)了7個“首次”，我就不一一念了啊。

天舟二號，首次在軌實施了遙操作交會對接試驗，為空間站組裝建造奠定了基礎(chǔ)。?

天舟三號，降低了平臺研制成本，系統(tǒng)配置優(yōu)化，首次實施四貯箱狀態(tài)飛行，實現(xiàn)了運輸效益最大化。?

天舟四號，首次實施貨包色彩標識，改進貨物裝載方案，裝載效率提高，整船平均裝載密度高達每立方米280公斤。

天舟五號，對接時間由6.5小時提升到2小時，創(chuàng)世界紀錄。還利用上行運力資源，支持開展空間科學與技術(shù)試驗，提高了綜合效益。

這次天舟六號，性能再度提升。

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第七個問題，各國貨運飛船比較一下，天舟屬于什么檔次呢？

先說上行能力，天舟排行第二，高于俄羅斯的進步MS、日本的HTV、美國的天鵝座和龍飛船，比歐洲的ATV少。不過，ATV在完成5次貨運任務(wù)之后，已經(jīng)退役了?，F(xiàn)役當中，天舟運貨最多。?

另一個數(shù)據(jù)是貨重比，也就是運送的貨物重量和整船重量的比值，它最能反映貨船的上行效率。這其中，天舟的貨重比最高，達到了0.48。

天舟具備貨物運輸與廢棄物銷毀、推進劑在軌補加、全自主快速交會對接、空間應(yīng)用和技術(shù)試驗支持能力、組合體軌道控制、姿態(tài)控制能力。目前，欠缺的是貨物返回和重復使用能力。這兩點龍飛船更具優(yōu)勢。而未來，我國新一代載人飛船能運人、也能運貨，并且具備返回重復使用能力，將彌補這一欠缺之處。

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得出一個結(jié)論。天舟貨運飛船實現(xiàn)了最初確定的“國際領(lǐng)先”的目標，運輸效能高、任務(wù)范圍廣、自主能力強，在滿足貨物運輸主任務(wù)的同時，也具備多維度在軌服務(wù)拓展能力。