作者:高雅丽 来源:中国科学报 发布时间:2023/3/2 17:30:16
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超“燃”!梦天实验舱燃烧科学实验柜成功“点火”!

 

记者今天从中国科学院空间应用工程与技术中心获悉,2月16日,空间站梦天实验舱燃烧科学实验柜成功执行首次在轨点火测试。此次点火实验采用甲烷作为燃料,先后两次点火共持续约30秒,高速相机下传的实验画面清晰展现了甲烷预混火焰(内圆锥状火焰)受扩散火焰包围的形貌。

空间站燃烧科学实验柜甲烷燃烧图像(左)与地面同种工况甲烷燃烧图像(右)(图片来源:中国科学院工程热物理研究所 清华大学燃烧能源中心)

实验前,在地面科研人员的协同下,航天员将点火头安装在气体实验插件中,并将气体实验插件安装至燃烧科学实验柜的燃烧室中。之后燃烧科学实验柜自动完成燃烧环境气体配置、燃料气体喷出、点火头加热点火、参数采集与光学诊断、循环过滤及排废气等系列动作。

燃烧柜科学实验系统主任设计师、科院工程热物理研究所研究员郑会龙表示,此次点火成功,验证了空间站燃烧科学实验系统功能的完备性以及整体实验流程的准确性与科学性,为后续空间科学燃烧实验项目打下良好基础。

燃烧科学实验责任科学家、清华大学副教授刘有晟介绍,这种火焰结构是典型的甲烷预混火焰特征,由于不受浮力的影响,外部的扩散火焰与地面相同实验结果相比更为短而圆。刘有晟说:“微重力提供了地面无法模拟的条件,能够排除浮力对流,抑制颗粒或液滴沉降,微重力燃烧实验能为燃烧理论和模型的发展提供重要支撑。”

据悉,微重力燃烧科学规划了包含79项实验目标在内的10个研究计划,预计将在2023年底之前完成40次以上的在轨燃烧实验,包括近极限火焰动力学、火焰合成纳米材料、火焰碳烟生成以及国际合作项目相关的科学实验,揭示流体与反应动力学在理想流场条件的交互作用结果,为我国微重力燃烧领域取得第一批空间站实验数据,服务于地面和空天燃烧应用装置和材料合成相关的理论发展。

据了解,自2022年10月底,空间站梦天实验舱发射入轨以来,梦天舱各科学实验柜陆续完成了供电检查、基本功能自检,并进行功能指标测试及参数调优,按计划开展了舱外载荷保温、高精度时频柜和超冷原子柜真空保持、有效载荷在轨测试等50余项任务。目前各科学实验柜工作状况稳定、状态良好,随舱上行的科学实验项目正在流体、两相、高温、燃烧等相关实验柜开展。

中科院空间应用工程与技术中心研究员、空间应用系统梦天实验舱总体主任设计师贺宇峰介绍说,随天舟六号任务,空间应用系统还将上行微重力流体与燃烧、空间材料、空间辐射生物学等领域方向的实验项目,将在梦天舱内科学实验柜和舱外暴露平台持续开展相关实验。





 
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