對接裝置

對接裝置是用於兩個太空飛行器在軌道上固定連線的裝置，結構方式是銷釘-錐孔，分為“環-錐”式，桿-錐”式兩類。

基本介紹

• 中文名：對接裝置
• 外文名：docking assembly
• 結構方式：銷釘-錐孔”
• 分類：“環-錐”式，桿-錐”式

裝置介紹

對接裝置(docking assembly) 用於兩個太空飛行器在軌道上固定連線的裝置。對接裝置一般採用“銷釘-錐孔”結構方式。

在空間交會中，一太空飛行器主動靠近另一太空飛行器進行對接，前者在對接中是主動的，它的對接裝置採取“銷釘”形式,中央有一導引桿；後者在對接中是被動的,它的對接裝置採取“錐孔”形式。對接時導引桿使兩太空飛行器的對接裝置精確對準,“銷釘”插入“錐孔”,鎖緊機構自動鎖緊,完成對接。蘇聯“聯盟”號飛船與“禮炮”號航天站的對接和美國“阿波羅”計畫中飛船的對接都採用這種對接裝置。另一種方式是採用周向排列的導向裝置和對接裝置，可用於兩個都能主動對接的太空飛行器。在 “阿波羅-聯盟”號飛船聯合飛行中首次採用這種對接裝置。

太空飛行器對接裝置是用來實現太空飛行器之間對接、連線與分離的裝置。通過它，可以實現兩個太空飛行器機械、電氣、液路的連線。二者通過對接組成軌道複合體後，可實現人員、物資的轉移。

目前國際上的太空飛行器對接裝置共有四種：

1、“環-錐”式

2、“桿-錐”式

3、“異體同構周邊”式

4、“抓手-碰撞鎖”式“環-錐式

“環-錐”式是最早採用的對接機構，它由內截頂圓錐和外截頂圓錐組成。內截頂圓錐安裝在一系列緩衝器上，能吸收衝擊能量。美國的“雙子星座”飛船與“阿金納”火箭；“雙子星座”飛船之間都採用了這種方式。

“雙子星座”飛船採用的“環-錐”式對接裝置結構

桿-錐式

“環-錐”式與“桿-錐”式在本質上是相同的。這兩種對接裝置雖然結構簡單可靠、質量輕，但缺陷也是明顯的：

兩艘對接太空飛行器上的對接裝置不同，一艘是主動的桿，另一艘是被動的錐，二者不能通用。形象地說，二者類似於螺桿和螺母的關係。桿相當於“螺桿”、錐相當於“螺母”。帶有“桿”的太空飛行器只能主動去“追”帶有“錐”的太空飛行器並與之對接，反過來則不行。所以不利於實施太空營救。

對接桿和錐都位於對接口中央，占據了部分通道空間，影響了航天員的進出。

美國“阿波羅”登月艙與指令艙之間;蘇聯/俄羅斯“聯盟”飛船與“禮炮”號空間站之間;“聯盟TM”飛船與“和平”號空間站之間，都曾採用這種對接裝置。

異體同構周邊

（俄羅斯、美國、中國）

為使航天員和貨物能夠直接通過對接通道實現轉移，蘇聯和美國在1975年共同研製出異體同構周邊式對接裝置。當兩個太空飛行器接近時，三塊導向瓣分別插入對方的導向瓣空隙處。對接框上的鎖緊機構使兩個太空飛行器保持剛性連線。

“異體同構周邊”式對接裝置有效克服了“桿-錐”式機構的缺點，這是因為：

對接裝置是異體同構的（也就是“雌雄同體”，又可以做螺桿、又可以做螺母），太空飛行器既可作主動方，也能作被動方，這一點對實施太空救援尤其重要;對接裝置是沿周邊分布的，所有定向和動力部件都安裝於艙口的四周，從而保證對接裝置的中央成為來往通道空間。

蘇聯“聯盟-19”飛船與美國“阿波羅-18”飛船對接使用的裝置;

俄羅斯APAS-89對接裝置，就是中國天宮一號採用的對接技術的前身。

神舟八號和天宮一號所採用的對接裝置，也是“異體同構周邊”式對接裝置。有網友分析稱，中國可能向俄羅斯借鑑了APAS-89對接裝置。這種裝置原本打算用在“暴風雪”號太空梭與“和平號”空間站的對接上。

隨著太空飛行器的尺寸和質量不斷增加，蘇聯又研製出可供100噸以上太空飛行器對接使用的異體同構周邊式對接裝置。對接通道直徑增大後，兩個太空飛行器連線剛度也得到提高。太空梭與“和平”號空間站、太空梭與國際空間站的對接都採用了這種裝置。

太空梭與“和平”號空間站、太空梭與國際空間站等對接採用的裝置

抓手碰撞鎖

歐洲空間局研製的十字形對接裝置與日本研製的三點式對接裝置均屬於“抓手-碰撞鎖”式。二者只是布局上的差別。

十字形對接裝置是歐洲空間局研製的非密封、無通道的對接裝置，僅用於無人太空飛行器之間的對接。因其撞鎖和連線器呈十字交叉分布而得名。

日本的三點式對接裝置則在周邊布置三個抓手與撞鎖，但也只適用於無人太空飛行器的對接。

鑒於上述對接裝置結構各異、標準不一，可能對未來的國際太空合作形成阻礙。美國國家航空航天局（NASA）宣布，國際空間站多邊協調委員會批准了一項太空對接標準，為未來的載人飛船、無人飛船、以及低軌道和深空探測任務飛行器，提供一種通用的對接規範。該委員會成員包括了NASA、俄羅斯聯邦航天局、日本宇宙航空研究開發機構輔助的日本文部科學省、歐洲航天局和加拿大航天局。其目標是創建一個標準的接口，讓兩種不同的飛行器在太空中對接，減輕新興國際合作空間任務開發進程中的難度，使得各國之間的太空救援成為可能。

國際通用標準------新近在國際空間站上使用的“國際低衝擊對接裝置”(iLIDS)結構圖

以上也說明了儘管國際空間站是有十幾個國家包括英法德日加等工業國參與的國際合作太空組織，但是歸根到底，還是只有美俄兩國真正掌握了，空間載人飛行器的交會對接技術，歐洲和日本都各自研製了十字交匯、三角交會對接，但是只能是不密封、無通道的貨運飛行器，而不是載人的，有點花錢不值的感覺。

所以中國的載人對接技術是真正意義上的突破，只要以後在大推動力火箭方面進一步發展，就能追上美俄的技術。