當火箭在點火升空時,如果發生故障,航天員的生命安全將面臨巨大威脅。那么,如何在緊急情況下保障航天員的生命呢?答案就是被譽為航天員“生命之塔”的載人發射逃逸系統。
為什么需要逃逸系統?
載人航天,人命關天。中國載人航天工程全線始終堅持質量第一、安全至上,始終把確保航天員安全擺在首要位置。發射逃逸系統用于在發射臺上或飛行過程中,火箭發生爆炸或故障時將返回艙內的航天員帶到安全區域,是載人航天飛行中的重要人員安全保障設施。
為什么要開展
逃逸系統飛行試驗?
為驗證逃逸系統總體方案的可行性和設計的各項性能指標是否滿足要求,往往需要單獨針對逃逸系統開展飛行試驗。
逃逸系統飛行試驗一般分為兩類,一是零高度逃逸試驗,待發段逃逸初始距地面高度低、飛行時間短、飛行時序極其緊湊,為滿足返回著陸時安全可靠開傘的條件要求,逃逸塔應滿足一定的性能條件并進行驗證;二是最大動壓逃逸試驗,運載火箭上升段需保證飛船逃逸能力和逃逸后落區滿足條件,因此需要驗證逃逸彈道及控制可行性,綜合考慮逃逸環境條件惡劣情況和試驗驗證充分性。
我國載人發射逃逸系統曾開展了哪些飛行試驗?
零高度逃逸試驗
“零高度”指的是初始高度、速度均為零。1998年,我國成功實施了首次且唯一一次零高度逃逸飛行試驗。此次試驗模擬了運載火箭在發射臺上出現故障時,神舟飛船的零高度逃逸救生飛行。
神舟飛船零高度逃逸飛行試驗(起飛、工作、分離、開傘)
在零高度逃逸飛行試驗中,試驗船返回艙從逃逸飛行器中正常分離,返回艙彈傘艙蓋、開引導傘、開減速傘、開主傘等動作均正常,驗證了運載火箭系統總體方案設計的正確性和飛船應急救生系統的工作能力。
最大動壓逃逸試驗
為模擬長征二號F運載火箭在最大動壓附近出現故障的情況,我國于1996年成功實施了最大動壓滑軌試驗,利用火箭撬進行了3次最大動壓條件下的柵格翼釋放展開試驗,模擬了柵格翼的阻力,考核了氣動力對逃逸飛行器結構的影響。
“夢舟”飛船逃逸系統是怎樣設計的?
作為保障航天員生命安全的關鍵系統,我國新一代載人飛船夢舟的逃逸系統通過MBSE(基于模型的系統工程)方法進行了全面優化設計。夢舟飛船需兼顧載人月球探測和近地空間站任務,這兩類任務在發射過程、工作時序、彈道歷程、星下點軌跡等方面存在明顯區別,這對飛船逃逸系統的兼容能力提出了新的挑戰。
相對近地發射任務,執行登月任務的長征十號運載火箭起飛規模和爆炸當量大幅增長,且與長征二號F運載火箭全常規動力對應的故障模式及逃逸初始狀態不同;相較于內陸發射的神舟飛船,夢舟飛船為瀕海發射,氣象條件復雜,工位附近設施多,上升段星下點以海域為主。因此,夢舟飛船必須具備更強的逃逸加速能力、逃逸適應能力,以及逃逸落點主動控制能力等。
夢舟飛船逃逸系統設計以“滿足發射全程安全逃逸”為目標,采用了“大氣層內逃逸塔逃逸+大氣層外整船逃逸”方案,逃逸塔負責待發段至上升拋塔之間逃逸,拋塔后至近地入軌船箭分離則利用服務艙動力逃逸,逃逸及后續救生均由返回艙統一控制,實現了返回艙一體控制和整船資源高度復用。
科研團隊根據飛船的逃逸模式和系統設計,梳理出逃逸彈道與控制、結構與分離、氣動、動力、供電與信息等技術難點,分別開展了專題研究,并針對相關專項研究中識別出的關鍵技術進行了仿真和試驗驗證。
譬如逃逸主發動機和逃逸分離發動機已分別完成了整機熱試車,對發動機內彈道性能、點火起動、熱結構等進行了驗證,逃逸主發動機同步開展了力熱、噪聲及噴流等環境參數測量。
逃逸固體發動機及軌控發動機熱試車試驗
根據工程計劃安排,將于今年陸續組織實施夢舟飛船零高度和最大動壓兩次逃逸飛行試驗。
隨著各項逃逸關鍵技術試驗的逐步驗證,未來我國載人發射逃逸系統將更好地滿足任務需求,為航天員提供更加安全可靠的保障,助力我國載人航天事業邁向更遠的深空。
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.