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　　天舟一號貨運(yùn)飛船基本參數(shù)

　　天舟一號貨運(yùn)飛船研制背景

　　神舟十號任務(wù)完成后，

　　中國載人航天工程全面進(jìn)入空間實(shí)驗(yàn)室和空間站研制階段。而在空間實(shí)驗(yàn)室階段，將突破并驗(yàn)證推進(jìn)劑補(bǔ)加技術(shù)、再生式環(huán)控生保技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，為空間站建造奠定基礎(chǔ)。

　　2016年9月15日，天宮二號發(fā)射成功， 將用于進(jìn)一步驗(yàn)證空間交會對接技術(shù)及一系列空間試驗(yàn)，這標(biāo)志著我國全面進(jìn)入空間實(shí)驗(yàn)室和空間站任務(wù)實(shí)施階段。

　　為了對空間實(shí)驗(yàn)室中航天員長期駐留和空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行支持，

　　需要通過貨運(yùn)飛船進(jìn)行貨物補(bǔ)給。

　　如果說載人飛船是天地往返的載人工具，那么貨運(yùn)飛船就是天地間運(yùn)貨的工具。中國的天舟一號貨運(yùn)飛船基于神舟飛船和天宮一號的技術(shù)研發(fā)，只運(yùn)貨不運(yùn)人，貨物運(yùn)載量將是俄羅斯進(jìn)步號無人貨運(yùn)飛船的3倍，在功能、性能上都處于國際先進(jìn)水平。

　　天舟一號貨運(yùn)飛船研制歷程

　　2014年5月，貨運(yùn)飛船測控與通信分系統(tǒng)在北京開展了貨運(yùn)飛船寬波束中繼終端對接試驗(yàn)。

　　2014年8月7日至8日，

　　天舟一號貨物艙

　　天舟一號貨物艙

　　貨運(yùn)飛船完成了測控與通信分系統(tǒng)中繼天線在整船上的展開轉(zhuǎn)動和無線試驗(yàn)。

　　2015年3月，貨運(yùn)飛船對接機(jī)構(gòu)正樣產(chǎn)品開始部組件裝配。

　　2015年6月初，對接機(jī)構(gòu)完成總裝。

　　2015年7月底，貨運(yùn)飛船對接機(jī)構(gòu)正樣產(chǎn)品完成所有驗(yàn)收測試試驗(yàn)項(xiàng)目，在北京順利交付總體驗(yàn)收。

　　2015年12月25日，空間應(yīng)用系統(tǒng)天舟一號任務(wù)總體通過了院級初樣研制總結(jié)暨轉(zhuǎn)正樣評審。

　　2016年3月14日，

　　空間應(yīng)用系統(tǒng)有效載荷正樣備份件

　　空間應(yīng)用系統(tǒng)有效載荷正樣備份件

　　有效載荷正樣備份件按要求完成研制，并通過相關(guān)環(huán)境試驗(yàn)及空間應(yīng)用系統(tǒng)的驗(yàn)收。

　　2016年3月15日-30日，空間應(yīng)用系統(tǒng)組織開展有效載荷正樣備份件系統(tǒng)聯(lián)試，經(jīng)歷15天，完成了各有效載荷入網(wǎng)測試、綜合測試、故障測試和模飛測試，初步覆蓋了發(fā)射場測試和在軌飛行等階段工況，各有效載荷工作正常，科學(xué)數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)采集、處理、下行均正常。

　　2016年4月6日，

　　天舟一號總裝測試

　　有效載荷正樣備份件通過了貨運(yùn)飛船系統(tǒng)組織的載荷接口認(rèn)證測試，并于4月8日前將正樣備份件產(chǎn)品交付貨船系統(tǒng)。

　　2016年4月起，天舟一號貨運(yùn)飛船開始進(jìn)行總裝測試。

　　2017年1月12日，我國自主研制的首個貨運(yùn)飛船天舟一號通過出廠評審。

　　天舟一號貨運(yùn)飛船結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

　　尺寸結(jié)構(gòu)

　　天舟一號貨運(yùn)飛船由3.35米直徑的貨物艙和2.8米直徑的推進(jìn)艙組成。

　　天舟一號結(jié)構(gòu)圖

　　貨物艙用于裝載貨物，而推進(jìn)艙為整個飛船提供動力與電力。推進(jìn)艙兩側(cè)各有一翼太陽能帆板(共三板)，后部安裝了4臺變軌用主發(fā)動機(jī)。此外飛船還安裝了24臺姿控發(fā)動機(jī)。

　　天舟一號貨運(yùn)飛船全長10.6米，最大直徑3.35米，質(zhì)量13噸、最大上行貨物運(yùn)載量約6.5噸。無論是直徑、質(zhì)量還是運(yùn)載能力，天舟一號都將達(dá)到世界先進(jìn)水平。

　　運(yùn)載能力

　　天舟一號貨運(yùn)飛船的近地軌道上行運(yùn)載能力約為6.5噸左右，高于俄羅斯聯(lián)邦航天局研制的進(jìn)步號M型(2.5噸)以及日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)的H-II運(yùn)載飛船(6.0噸)，低于歐洲空間局的自動運(yùn)載飛船(7.6噸)。下行運(yùn)載能力約為6.0噸左右。載荷比即運(yùn)載貨物的質(zhì)量與貨運(yùn)飛船船體本身的質(zhì)量之比，天舟一號貨運(yùn)飛船的載荷比高達(dá)48%，高于日歐的貨運(yùn)飛船。

　　三維數(shù)字化設(shè)計

　　天舟一號貨運(yùn)飛船采用了三維數(shù)字化設(shè)計技術(shù)，

　　三維數(shù)字化設(shè)計技術(shù)

　　三維數(shù)字化設(shè)計技術(shù)

　　建立的全三維仿真分析與協(xié)同設(shè)計模式已經(jīng)形成成果并在其他航天器設(shè)計領(lǐng)域推廣。

　　在軌推進(jìn)劑補(bǔ)加

　　天舟一號推進(jìn)劑補(bǔ)加能力約為2噸。它擁有兩個獨(dú)立設(shè)計的推進(jìn)劑儲箱，不僅為天宮二號攜帶一箱推進(jìn)劑，用于自身控制的推進(jìn)劑也可以“轉(zhuǎn)讓”。推進(jìn)劑補(bǔ)加是“慢工出細(xì)活”的過程，需要5天左右時間。

　　在軌補(bǔ)加系統(tǒng)相關(guān)裝置

　　貨運(yùn)飛船的設(shè)計是3到5天完成對接，因?yàn)闆]人，不用很著急，可以用更多圈次來節(jié)省調(diào)姿所需的燃料。燃料省得越多，可用于補(bǔ)加的就越多。

　　以前無人及載人飛船的對接機(jī)構(gòu)主要是電路連接，為了補(bǔ)加燃料，貨運(yùn)飛船跟天宮二號增加了液體連接，而且推進(jìn)劑和氧化劑分別有不同接口。燃料補(bǔ)加共有30多個步驟，所需地面操作十分復(fù)雜。

　　快速交會對接

　　天舟一號將開展快速交會對接試驗(yàn)，整個過程僅用4到6圈就能完成，此技術(shù)成熟后可用于載人飛船對接。

　　搭載設(shè)備

　　天舟一號上總共搭載了40臺設(shè)備，要進(jìn)行13項(xiàng)太空試驗(yàn)。設(shè)備可以裝在貨物倉內(nèi)部或懸掛在船體外側(cè)，這樣既提高了空間利用率，也最大程度滿足了不同試驗(yàn)的需求。

　　主要用途

　　天舟貨運(yùn)飛船旨在補(bǔ)給空間實(shí)驗(yàn)室以及未來中國空間站的推進(jìn)劑、空氣、航天員的飲料、食物以及用于維修空間站的更換設(shè)備，以延長空間實(shí)驗(yàn)室和空間站的運(yùn)行壽命。

　　貨運(yùn)飛船發(fā)射后會與空間實(shí)驗(yàn)室或空間站進(jìn)行自動交會對接。為空間實(shí)驗(yàn)室或空間站自動補(bǔ)加推進(jìn)劑以及空氣。飲水、食物、以其他器物設(shè)備則需駐空間實(shí)驗(yàn)室或空間站的航天員從貨運(yùn)飛船上搬運(yùn)到站內(nèi)。同時，貨運(yùn)飛船亦可充當(dāng)空間站的“垃圾桶”，航天員取出貨運(yùn)飛船升空攜帶的物品后，可將站內(nèi)的廢棄物品搬運(yùn)到貨運(yùn)飛船上，關(guān)閉氣閘后，貨運(yùn)飛船脫離空間站，返回地球時廢棄物連同貨運(yùn)飛船在大氣層中燒毀。

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