夢天艙燃燒實驗柜成功實施首次點火實驗

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2日，記者從中國科學院空間應用工程與技術中心獲悉，空間站夢天艙燃燒科學柜近日成功執(zhí)行首次在軌點火測試，此次點火實驗以甲烷為燃料，先后兩次點火共持續(xù)約30秒，高速相機下傳的實驗畫面清晰展現了甲烷預混火焰受擴散火焰包圍的形貌。

“這次點火成功，驗證了空間站燃燒科學實驗系統功能的完備性，以及整體實驗流程的準確性與科學性，為后續(xù)空間科學燃燒實驗項目打下良好基礎。”燃燒柜科學實驗系統主任設計師、中科院工程熱物理研究所研究員鄭會龍說。

實驗前，在地面科研人員的協同下，航天員將點火頭安裝在氣體實驗插件中，并將氣體實驗插件安裝至燃燒科學實驗柜的燃燒室中。之后，燃燒科學實驗柜自動完成燃燒環(huán)境氣體配置、燃料氣體噴出、點火頭加熱點火、參數采集與光學診斷、循環(huán)過濾及排廢氣等系列動作。

空間站上甲烷燃燒圖像(左)與地面同工況甲烷燃燒圖像(右)

燃燒科學實驗責任科學家、清華大學劉有晟副教授介紹，點火實驗出現的火焰結構呈現出典型的甲烷預混火焰特征，由于不受浮力的影響，外部的擴散火焰與地面相同實驗結果相比更為短而圓。劉有晟說，微重力提供了地面無法模擬的條件，能夠排除浮力對流，抑制顆粒或液滴沉降，微重力燃燒實驗能為燃燒理論和模型的發(fā)展提供重要支撐。

據悉，微重力燃燒科學規(guī)劃了包含79項實驗目標在內的10個研究計劃，預計將在2023年底之前完成40次以上的在軌燃燒實驗，包括近極限火焰動力學、火焰合成納米材料、火焰碳煙生成以及國際合作項目相關的科學實驗，揭示流體與反應動力學在理想流場條件的交互作用結果，為我國微重力燃燒領域取得第一批空間站實驗數據，服務于地面和空天燃燒應用裝置和材料合成相關的理論發(fā)展。

中科院空間應用工程與技術中心研究員、空間應用系統夢天實驗艙總體主任設計師賀宇峰介紹，隨天舟六號任務，空間應用系統還將上行微重力流體與燃燒、空間材料、空間輻射生物學等領域方向的實驗項目，將在夢天艙內科學實驗柜和艙外暴露平臺持續(xù)開展相關實驗。

據了解，空間站夢天艙2022年10月底發(fā)射入軌以來，夢天艙各科學實驗柜陸續(xù)完成了供電檢查、基本功能自檢，并進行功能指標測試及參數調優(yōu)，按計劃開展了艙外載荷保溫、高精度時頻柜和超冷原子柜真空保持、有效載荷在軌測試等50余項任務。目前各科學實驗柜工作狀況穩(wěn)定、狀態(tài)良好，隨艙上行的科學實驗項目正在流體、兩相、高溫、燃燒等相關實驗柜開展。

(圖片來源：中國科學院工程熱物理研究所、清華大學燃燒能源中心)

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