2013第十五屆中國國際工業博覽會今天開幕。首次在滬亮相的“神十”返回艙以、我國自主研發的“月球車”等航天展品、商用飛機、小型客機等航空技術產品以及3D打印產品等令人印象深刻。據悉,本屆工博會航空航天展館將匯聚多國技術展品,眾多航空航天新技術在此一顯身手。
“神十”返回艙首次出京公開展覽
長2米,直徑2.4米,外形酷似大鐘……這便是前不久剛從太空返回,象征著載人航天交會對接任務完美收官的“神舟十號”返回艙。這也是其第一次離開北京,落地申城亮相工博會。從外形看,神舟飛船的返回艙呈鐘形,有艙門與軌道艙相通。內設可供3名航天員斜躺的座椅,航天員在起飛、上升和返回階段乘坐。座椅前下方是儀表板、手控操縱手柄和光學瞄準鏡等,顯示飛船上各系統機器設備的狀況。據了解,航天員就是通過這些儀表進行監視,并在必要時操控飛船上的機器設備。
返回艙側壁上開設了兩個圓形窗口。據悉,一個是用于航天員觀測窗外的情景,另一個是供航天員操作光學瞄準鏡觀測地面駕駛飛船。另外,返回艙的底座是金屬架層密封結構,上面安裝了返回艙的儀器設備,該底座重量輕便,且十分堅固,在返回艙返回地面進入大氣層時,保護返回艙不被炙熱的大氣燒毀。
航展另一展品亮點是我國自主研發的“月球車”、“嫦娥三號巡視器”和“嫦娥三號著陸器”,他們是我國月球探測二期工程的重要組成部分。“月球車”的名字并不陌生,但其實它并不是一輛車。記者從現場看到,“月球車”更像是一臺長著輪子、披著金色戰衣的小型機器人,盡管它的體型偏小,卻能適應惡劣的環境。“月球車更像是能在惡劣環境工作并開展科學探測的航天器,一個小型化、低功耗、高集成的機器人。”工作人員說。
系列衛星產品展現“國家隊”實力
據悉,火箭、飛船、探月、衛星是我國航天領域的四大組成部分。而此次,我國自主研發的系列衛星產品也將亮相工博會現場,其中包括通信衛星東四增強型平臺、CAST2000小衛星公用平臺、風云系列衛星等。
另外,中國航空工業集團首次參展航空航天展,將全面展示我國自主研發的最先進的商用發動機技術和民用航空航電技術。其中中國商用發動機公司將展示先進的1∶1全尺寸大涵道比渦扇發動機金屬模型。中國工業無線電電子研究所自主研發、已應用于商用飛機C919駕駛室座艙控制臺及視景將首次亮相工博會,其他國際領先的航電產品,也將一一亮相航展舞臺。此外,中國商用飛機公司將展出C919、ARJ21等兩款主力機型。其中,作為支線飛機的ARJ21更是以不同內艙布局展示于世人面前,超級經濟艙、公務機等均是觀看亮點。
據悉,本屆工博會航空航天展吸引了超過80家參展企業,展出面積超過1萬平方米,來自美國、瑞士、俄羅斯等多國的展商攜先進的民用航空航天產品齊齊亮相工博會。而來自我們本土的“國家隊”也將展出自主研發的技術展品,一顯我國航空航天實力。
3D打印技術“打印”發動機零部件
3D打印技術是當下的一個科技熱點。此次工業博覽會上展出的,是工業級別的3D打印技術。上海光韻達三維科技有限公司總經理張國良表示,這種工業級3D打印技術稱為SLS———擇性激光燒結,其打印材料分為分尼龍和金屬兩類。而打印成的金屬,可直接作為零部件使用于航空航天技術中,且其質量接近鍛造水平。
“3D打印最突出的一個優勢,就是它特別適合制造一些結構復雜的零件。”張國良指著展柜中一組材質為高溫合金的零部件介紹道,它們是運用于航空航天的發動機零部件。若用傳統工藝,一些較為復雜的零部件還需要拆分制作,甚至退而求其次來簡化其結構。而3D打印能做到一次成型。也就是說,金屬3D打印能使相關核心件的設計完全擺脫工藝制約。鑄造不了、鍛造不了、機械加工不了的復雜構件,對其而言都不是障礙。
據了解,航天產品設計所遇到的另一大障礙是樣件制作費用。傳統新產品開發要制造樣件,這就需要模具。在產品定型前,模具不需要長壽命,成本可低些,但低得有限。在隨后的多次實驗中,往往需要根據實驗結果修改設計,修改后要再做模具、再實驗。這個過程中,模具制作時間,幾乎要占據產品開發時間的一半以上。模具制作費用,也要占到開發成本的50%-70%。譬如,美國4代殲擊機,一種機型開發費用就達數百億美元,大部分開支就在這上面。
據張國良解釋,金屬激光三維打印技術,使產品開發擺脫了樣件模具這個過程。制作樣件,與制造成熟產品并無二致,成品可直接應用到工業上。這使得相關航空航天的開發,不再需要天價的模具費用投入。樣件制作時間,可縮短為原來的數十分之一。
更重要的是,航空航天零件結構復雜、成本高昂,一旦出現瑕疵或缺損,只能整體更換,可能造成數十萬、上百萬元損失。而通過3D打印技術,可以用同一材料將缺損部位修補成完整形狀,修復后的性能不受影響,大大節約了時間和金錢。