近日搭載問天實驗艙的長征五號B遙三運載火箭，在我國文昌航天發(fā)射場點火發(fā)射，約495秒后，問天實驗艙與火箭成功分離并進入預定軌道，發(fā)射取得圓滿成功。7月25日，問天實驗艙成功對接于天和核心艙前向端口。隨后，神舟十四號航天員乘組順利進入問天實驗艙。
隨著“問天”成功入駐太空，中國空間站正式開啟了“多艙”階段。同時也意味著中國航天事業(yè)已經進入創(chuàng)新發(fā)展的快車道。從嫦娥號到天問號，從北斗服務全球到開啟多艙空間站。中國航天事業(yè)以勢不可擋的速度向前邁進，這也得益于核心技術的不斷發(fā)展。在這之中，激光占有著非常重要的地位。有人要問了，那航天航空中究竟應用了哪些激光技術呢？小編給您細細說來。
激光成像避障技術
在嫦娥探月工程實施登月任務以前，人類無人登月探測器無一例外全部都是“盲降”。也就是說探測器只能根據(jù)分辨率并不高的環(huán)月遙感圖像尋找開闊平坦的區(qū)域作為“著陸點”，在此基礎上設計好著陸彈道，然后逐級減速進行著陸動作。整個著陸工作中沒有任何避障設計，這也意味著意外總是會頻繁出現(xiàn)，所以此類任務的成功率并不高。
而國產激光三維成像敏感器正好填補了這一塊的技術短板，它的工作原理就是當著陸器距離月面百米高度時進行快速多波束成像，它可以同時發(fā)射16個激光波束，并在0.4秒時間內繪制一張高精度三維立體圖像，并基于此圖像進行螺旋搜索，直至確定安全著陸點，而后姿控發(fā)動機與變推力發(fā)動機合力控制探測器避開障礙，并移動至安全著陸點上方，再進行緩速下降，直至安全著陸月面。在此裝置助力下，嫦娥三號、嫦娥四號、嫦娥五號均登月成功。激光三維成像敏感器的應用直接結束了我國盲降月球的歷史，對于中國航天事業(yè)的發(fā)展也起到了絕對性的歷史作用。
激光測距技術
激光測距技術目前主要的測量方法有：激光脈沖測距、激光相位測距、激光三角法測距等。激光脈沖測距主要應用于遠距離測距，而激光相位測距和激光三角法測距更適合應用于近距離的測距。所以針對航天航空我們主要討論激光脈沖測距技術，它的工作原理是向目標發(fā)射激光脈沖，經目標反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到傳感器接收器，被光學系統(tǒng)接收后成像到雪崩光電二極管上。雪崩光電二極管是一種內部具有放大功能的光學傳感器，因此它能檢測極其微弱的光信號，并將其轉化為相應的電信號。通過測出的激光脈沖往返所用的時間，就可以算出所測目標與自身之間的距離。目前被廣泛應用于精密測定激光衛(wèi)星的軌道、空間碎片軌道確定和監(jiān)測。
激光切割技術和激光打孔技術
現(xiàn)在航空發(fā)動機設計、制造非常復雜，所需要的材料種類繁多，其中里面的高溫部件不僅需要經受炙熱的高溫，同時還需要承受強大的氣壓。如果采用常規(guī)的加工方式不僅操作復雜，同時工藝要求也很難達到。由于激光切割和激光打孔具有精密度高、加工速度快、熱影響小、不會產生機械效應等特點，所以廣泛應用于航空發(fā)動機的制造。
激光增材制造技術
激光增材制造技術又稱為激光3D打印技術，是在計算機輔助下，把三維實體模型切片處理為二維層面，二維層面再離散為一維線條，采用激光熔覆技術逐點堆積，最終實現(xiàn)三維實體零件成型的激光制造技術。像航空發(fā)動機葉片、航空發(fā)動機渦輪導向器都會用到激光增材制造技術。
激光在航天航空領域的應用已經非常廣泛，但還有眾多未知方向等待著去開發(fā)。未來隨著激光技術的不斷突破和創(chuàng)新，中國航天航空事業(yè)的道路也一定會更加廣闊。
來源：OFweek激光網
