我国首次！斯特林热电转换技术完成在轨验证

来源：中国空间技术研究院

       3月30日，神舟十五号航天员乘组进行了第三次出舱活动。在地面工作人员和舱内航天员邓清明的密切配合下，两名出舱航天员费俊龙、张陆圆满完成全部既定工作，安全返回问天实验舱。

　　我国空间站工程中的天和核心舱、问天实验舱、载人飞船、货运飞船以及使用的中继卫星均由航天科技集团五院（以下简称五院）抓总研制。

　　刚刚过去的第四个月里，在地面工作人员的协同配合下，“圆梦乘组”按计划完成了空间站平台维护照料、在轨维修维护、材料舱外暴露试验装置出舱安装等各项工作。目前，空间站科学实验项目正在按计划稳步推进。

　　其中，由五院抓总的中国空间站航天技术试验领域再获新成果，其空间高效自由活塞斯特林热电转换试验装置按照试验方案顺利完成在轨试验，热电转换效率等综合技术指标达到国际先进水平。这是我国首次实现该技术在轨验证。

▲空间高效自由活塞斯特林热电转换装置整机状态

　　航天技术试验领域是空间站应用任务的一个重要领域，该领域面向国家重大专项技术验证需求和航天技术发展前沿，开展制约我国航天长远发展的关键技术研究，为未来我国航天技术发展和空间应用提供有力的技术支撑。斯特林热电转换技术是空间新能源的关键技术之一，采用闭式循环往复活塞式斯特林发动机将热能转换为动能，并通过耦合线性交流发电机将动能转换为电能。作为航天器电源系统新技术，斯特林热电转换系统具有结构简单、效率高、质量轻、启动快、振动小及噪声低等优点，将热能高效转化为电能，能够减少对传统太阳能的依赖，在未来载人月球及深空探测等空间任务中，具有广阔的应用前景。

▲ 双机对置自由活塞斯特林热电转换器

　　航天技术试验领域空间高效自由活塞斯特林热电转换试验装置由五院510所研制，安装于空间站梦天实验舱航天基础试验机柜内，入轨后已先后完成了在轨测试和三次在轨试验。在轨试验中，斯特林热电转换试验装置热冷端整机全程运行稳定，性能指标超出预期验证目标，其中热电转换效率（同等温比条件下）等综合技术指标达到了国际先进水平。同时，斯特林热电转换装置在热端加热、冷端散热、热能与机械能和电能之间的高效转换、机器起振、谐振、稳定工作等方面均达到非常优异的水平。

▲空间高效自由活塞斯特林热电转换装置合盖前状态

　　值得一提的是，在本次试验和测试过程中，由五院总体设计部抓总研制的航天基础试验机柜，为试验装置提供了稳定的供电、信息、热控等各接口的支持，确保了试验装置在轨试验环境受控。在航天基础试验机柜的有力支持下，试验顺利开展，验证了空间微重力环境下双活塞自由运动的间隙密封、双活塞相位保持等关键技术，获取了空间环境下双自由活塞精确的运动相位保持及飘逸特性、动力学与热力学强耦合特性等关键参数。

　　五院航天技术试验领域在深入总结此次试验成果的基础上，将继续瞄准国家重大工程需求，持续开展各项航天新技术在轨验证，不断推进在轨试验成果向工程应用的转化，切实发挥航天技术试验领域在航天强国建设中的作用。