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回收神舟十一號飛船“絕技”揭秘

時間:2016年11月21日 信息來源:中國航天報 點擊:9274 字體:

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工作人員正在對神舟十一號飛船返回艙進(jìn)行處置。(新華社記者 鄧華/攝)


11月18日13點多,內(nèi)蒙古四子王旗阿木古郎草原上空,紅白相間的減速傘飽滿地?fù)伍_,搭載航天員景海鵬、陳冬的神舟十一號飛船返回艙放緩下落速度,中國第六次載人航天飛行距離圓滿成功的“終點”越來越近。


空中的固定翼飛機和直升機密切關(guān)注著飛船返回艙的一舉一動,無人機也首次參與到搜尋任務(wù)中。


車隊在草原上馳騁,來自中國航天科技集團公司的飛船回收試驗隊員正趕赴著陸現(xiàn)場。五院508所神舟十一號飛船回收分系統(tǒng)指揮王立武坐在副駕駛位置上,保管著用于砍斷傘繩的“寶刀”。當(dāng)然,他并不希望“寶刀”出鞘。


13點59分,返回艙在預(yù)定區(qū)域準(zhǔn)確降落。航天員按下脫傘按鈕,巨傘自動脫落。王立武之前的擔(dān)心并沒有成真。


不久,航天員打開艙門,并報告狀態(tài)良好。電視機前的人們懸著的心終于落了下來。


搜救人員陸續(xù)到位,對飛船的回收工作有序展開。醫(yī)監(jiān)醫(yī)保人員對航天員進(jìn)行健康詢問、身體檢查后,航天員自主解開束縛帶。


14點40分許,航天員景海鵬被安全轉(zhuǎn)移至醫(yī)監(jiān)醫(yī)保直升機,隨后航天員陳冬也被轉(zhuǎn)移到這架直升機上。在這里,除了接受身體檢查外,他們還吃上了返回地球家園后的第一頓飯。

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回收試驗隊員正在進(jìn)行航天員撤離演練。(廖傳奇/攝)


天上飛一月 地上準(zhǔn)備多


航天員回家了,航天人還在路上?;厥杖蝿?wù)圓滿成功的背后,是回收試驗隊員們的努力。“一切正?!?,是試驗隊員最愛聽的一句話,也是對他們各項準(zhǔn)備工作的最好回報。


一些試驗隊員從回收神舟一號飛船起步,角色逐步從看飛船返回步步心驚的“新兵”變?yōu)椤袄匣厥铡?。不過,他們從未因輕車熟路而掉以輕心。在航天科技集團的回收試驗隊中,這被稱為“傳統(tǒng)”。


與神舟十號飛船相比,神舟十一號飛船的“體驗”有所不同:太空駐留時間達(dá)到了30多天,而返回高度提高至393公里。這給回收試驗隊提出了新要求。


靜壓高度控制器藏在返回艙側(cè)壁上的兩個小洞內(nèi),像一對鼻孔,實時“嗅出”外界大氣壓,并通過氣壓值換算出高度,從而在預(yù)定高度發(fā)出指令讓返回艙開傘。


“隨著在軌天數(shù)增加,靜壓高度控制器在真空中暴露的時間變長了。我們做了半年的真空試驗來驗證這種長時真空對設(shè)備有無影響?!?08所主任設(shè)計師賈賀說。


駐留時間延長,飛船暴露在輻射環(huán)境中的時間隨之增加,這會不會影響密封在傘艙里的減速傘?為此,試驗隊員在地面通過試驗觀察其中的變化。飛船在軌期間,隊員們一直監(jiān)測傘艙內(nèi)的壓力,看是否漏氣。


“我們也考慮到了漏氣這個模式,在空投試驗中進(jìn)行驗證,結(jié)果16個彈射器能夠把蓋彈開,實現(xiàn)開傘,正常完成任務(wù)?!?08所試驗隊員于堯炳說。


試驗隊員考慮到11月18日左右內(nèi)蒙古可能下雪,于是提前建模仿真,分析雪化成水進(jìn)到傘艙里對啟動系統(tǒng)的影響。隊員們還針對雨雪把降落傘傘翼、傘繩打濕后強度的變化做分析,驗證強度是否滿足設(shè)計余量。


航天科技集團回收試驗隊隊長李峰說:“有試驗數(shù)據(jù)做支持,能做到心里有數(shù);如果不分析,遇到下雪了,到底有沒有影響,心里就會沒底?!?/p>


飛船在返回過程中通過指令加電,開展相關(guān)動作,而從393公里的新高度返回,對飛船加電有無影響有待驗證。五院載人航天總體部的谷巍說:“我們進(jìn)行了針對性分析,以確保這塊無誤。”


針對結(jié)露問題,試驗隊員曾用一個月的時間通過膠封等方法做了大量試驗。


各種各樣的試驗都在為成功返回蓄力。在這個過程中,試驗隊員們寒來暑往,鉆到艙內(nèi)忍耐40多度的悶熱,在廠房中經(jīng)受零下10多度的嚴(yán)寒……神舟十一號飛船返回前,隊員們在著陸區(qū)演練著、思考著、準(zhǔn)備著。


508所的主任設(shè)計師吳世通記得自己在兩次回收任務(wù)前夕做了同一個夢,夢見自己坐到正在下落的返回艙中,感覺很真實。大家說他精神高度緊張,同時也開玩笑說,只有親自體驗一下,才能更清楚工作該怎么做。


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回收演練過程中試驗隊員正在收傘。(廖傳奇/攝)


從118次高空“墜落”中成長


動作多、一次完成、不可逆,飛船返回的這些因素總會讓人繃緊神經(jīng)?!安幌裨谲夛w行,有問題還可以處理,返回中如果出現(xiàn)問題就一定是緊急重大事件?!崩罘逭f。


在飛控工作當(dāng)中,試驗隊有幾種預(yù)案:緊急重大、緊急不重大、重大不緊急和一般故障?!熬o急”意味著問題要迅速處理,“重大”意味著這個故障后果很嚴(yán)重。


試驗隊員們曾118次在萬米高空處將神舟飛船推下飛機,在“老回收”們看來,這是神舟飛船“長大成人”的必經(jīng)之路。在這條路上,大家付出了很多心血,沒少操心。


五院載人航天總體部的吳文瑞說:“空投時大家坐的是運輸機,噪音極大,嗡嗡的,我在你耳朵邊上喊話你都聽不清,時間長了,好多人都暈頭轉(zhuǎn)向。”


“ 飛船落地后,應(yīng)該有一個航天員按按鈕脫傘的動作,否則風(fēng)大傘會拖著飛船跑?!眳鞘劳ɑ貞浾f,“曾經(jīng)有一次,落地后1分多鐘還沒脫傘,我就在想是不是火工品有問題了。如果傘最終沒脫,我們就得用刀砍斷。當(dāng)時很是擔(dān)心,然而不到2分鐘的時候,那個傘脫了,我心里一下子就踏實了?!?/p>


五院502所神舟十一號飛船副總設(shè)計師胡軍最關(guān)心著陸的精度。飛船的理論落點在一個36公里見方的框內(nèi),因此開傘點成為關(guān)鍵?!叭绻酗L(fēng),我們會計算,然后GNC(制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制系統(tǒng))來糾正這個開傘點?!痹囼炾爼诮德渲皵?shù)小時多次獲取風(fēng)場數(shù)據(jù)。


當(dāng)返回艙下落至離地面約1米的高度時,四個反推發(fā)動機會在20毫秒內(nèi)點火,其中任意兩臺發(fā)動機之間的點火偏差不超過10毫秒。這是八院著陸反推發(fā)動機研制團隊賦予神舟飛船的絕技。


為了讓神舟十一號飛船“輕功”嫻熟,研制隊伍制定了完善的試驗方案,對發(fā)動機進(jìn)行了性能匹配試驗、環(huán)境適應(yīng)性試驗、發(fā)動機工作環(huán)境全序貫試驗等全方位的考核,還專門進(jìn)行了發(fā)動機極限狀態(tài)的拉偏試驗考核。


降落傘系統(tǒng)可以將返回艙從高鐵速度降到普通人的慢跑速度。而由7000多個零部件組成、鋪開后可以覆蓋3個籃球場的巨型降落傘,在加工上很有講究。假如10厘米上縫紉100針,必須保證1針不能多也不能少。


包傘更是重中之重。首先要折疊到位,什么地方折一下,捆一下,都有工藝要求。如果包出問題,傘拽不出來,后果不堪設(shè)想。收攏后裝進(jìn)傘包內(nèi)的體積可以塞進(jìn)200升容積的家用冰箱。


“我們會拍照、錄像,拍完以后要審,好幾個人一起看,因為包完就不能拆開檢查了?!?08所的李少騰說,記錄包傘的照片成冊后有一本辭海那么厚。


在神舟十一號發(fā)射前,景海鵬到五院參觀包傘時說:“我們整個安全就由這個傘決定著,從加工到包傘,再到開傘,我們的安全交給你們,我們放心,因為只有一家人才能完成這個任務(wù)?!保ㄍ跣瘢?/p>




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