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2日，記者從中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心獲悉，空間站夢(mèng)天艙燃燒科學(xué)柜近日成功執(zhí)行首次在軌點(diǎn)火測(cè)試，此次點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)以甲烷為燃料，先后兩次點(diǎn)火共持續(xù)約30秒，高速相機(jī)下傳的實(shí)驗(yàn)畫(huà)面清晰展現(xiàn)了甲烷預(yù)混火焰受擴(kuò)散火焰包圍的形貌。

“這次點(diǎn)火成功，驗(yàn)證了空間站燃燒科學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)功能的完備性，以及整體實(shí)驗(yàn)流程的準(zhǔn)確性與科學(xué)性，為后續(xù)空間科學(xué)燃燒實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目打下良好基礎(chǔ)。”燃燒柜科學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師、中科院工程熱物理研究所研究員鄭會(huì)龍說(shuō)。

實(shí)驗(yàn)前，在地面科研人員的協(xié)同下，航天員將點(diǎn)火頭安裝在氣體實(shí)驗(yàn)插件中，并將氣體實(shí)驗(yàn)插件安裝至燃燒科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜的燃燒室中。之后，燃燒科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜自動(dòng)完成燃燒環(huán)境氣體配置、燃料氣體噴出、點(diǎn)火頭加熱點(diǎn)火、參數(shù)采集與光學(xué)診斷、循環(huán)過(guò)濾及排廢氣等系列動(dòng)作。

空間站上甲烷燃燒圖像(左)與地面同工況甲烷燃燒圖像(右)

燃燒科學(xué)實(shí)驗(yàn)責(zé)任科學(xué)家、清華大學(xué)劉有晟副教授介紹，點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的火焰結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出典型的甲烷預(yù)混火焰特征，由于不受浮力的影響，外部的擴(kuò)散火焰與地面相同實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比更為短而圓。劉有晟說(shuō)，微重力提供了地面無(wú)法模擬的條件，能夠排除浮力對(duì)流，抑制顆粒或液滴沉降，微重力燃燒實(shí)驗(yàn)?zāi)転槿紵碚摵湍Ｐ偷陌l(fā)展提供重要支撐。

據(jù)悉，微重力燃燒科學(xué)規(guī)劃了包含79項(xiàng)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)在內(nèi)的10個(gè)研究計(jì)劃，預(yù)計(jì)將在2023年底之前完成40次以上的在軌燃燒實(shí)驗(yàn)，包括近極限火焰動(dòng)力學(xué)、火焰合成納米材料、火焰碳煙生成以及國(guó)際合作項(xiàng)目相關(guān)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，揭示流體與反應(yīng)動(dòng)力學(xué)在理想流場(chǎng)條件的交互作用結(jié)果，為我國(guó)微重力燃燒領(lǐng)域取得第一批空間站實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，服務(wù)于地面和空天燃燒應(yīng)用裝置和材料合成相關(guān)的理論發(fā)展。

中科院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心研究員、空間應(yīng)用系統(tǒng)夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙總體主任設(shè)計(jì)師賀宇峰介紹，隨天舟六號(hào)任務(wù)，空間應(yīng)用系統(tǒng)還將上行微重力流體與燃燒、空間材料、空間輻射生物學(xué)等領(lǐng)域方向的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，將在夢(mèng)天艙內(nèi)科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜和艙外暴露平臺(tái)持續(xù)開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

據(jù)了解，空間站夢(mèng)天艙2022年10月底發(fā)射入軌以來(lái)，夢(mèng)天艙各科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜陸續(xù)完成了供電檢查、基本功能自檢，并進(jìn)行功能指標(biāo)測(cè)試及參數(shù)調(diào)優(yōu)，按計(jì)劃開(kāi)展了艙外載荷保溫、高精度時(shí)頻柜和超冷原子柜真空保持、有效載荷在軌測(cè)試等50余項(xiàng)任務(wù)。目前各科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜工作狀況穩(wěn)定、狀態(tài)良好，隨艙上行的科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目正在流體、兩相、高溫、燃燒等相關(guān)實(shí)驗(yàn)柜開(kāi)展。

(圖片來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所、清華大學(xué)燃燒能源中心)

關(guān)鍵詞： 科學(xué)實(shí)驗(yàn) 中國(guó)科學(xué)院 清華大學(xué) 工程與技術(shù) 工程熱物理