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回收神舟十一號(hào)飛船“絕技”揭秘

時(shí)間:2016年11月21日 信息來(lái)源:中國(guó)航天報(bào) 點(diǎn)擊:8495 字體:

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


11月18日13點(diǎn)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(hào)飛船返回艙放緩下落速度,中國(guó)第六次載人航天飛行距離圓滿成功的“終點(diǎn)”越來(lái)越近。


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


車隊(duì)在草原上馳騁,來(lái)自中國(guó)航天科技集團(tuán)公司的飛船回收試驗(yàn)隊(duì)員正趕赴著陸現(xiàn)場(chǎng)。五院508所神舟十一號(hào)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(diǎn)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(dòng)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(bào)告狀態(tài)良好。電視機(jī)前的人們懸著的心終于落了下來(lái)。


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


14點(diǎn)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(jī),隨后航天員陳冬也被轉(zhuǎn)移到這架直升機(jī)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(yàn)隊(duì)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。回收任務(wù)圓滿成功的背后,是回收試驗(yàn)隊(duì)員們的努力?!耙磺姓!?,是試驗(yàn)隊(duì)員最愛聽的一句話,也是對(duì)他們各項(xiàng)準(zhǔn)備工作的最好回報(bào)。


一些試驗(yàn)隊(duì)員從回收神舟一號(hào)飛船起步,角色逐步從看飛船返回步步心驚的“新兵”變?yōu)椤袄匣厥铡薄2贿^(guò),他們從未因輕車熟路而掉以輕心。在航天科技集團(tuán)的回收試驗(yàn)隊(duì)中,這被稱為“傳統(tǒng)”。


與神舟十號(hào)飛船相比,神舟十一號(hào)飛船的“體驗(yàn)”有所不同:太空駐留時(shí)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(yàn)隊(duì)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(gè)小洞內(nèi),像一對(duì)鼻孔,實(shí)時(shí)“嗅出”外界大氣壓,并通過(guò)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(shí)間變長(zhǎng)了。我們做了半年的真空試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證這種長(zhǎng)時(shí)真空對(duì)設(shè)備有無(wú)影響?!?08所主任設(shè)計(jì)師賈賀說(shuō)。


駐留時(shí)間延長(zhǎng),飛船暴露在輻射環(huán)境中的時(shí)間隨之增加,這會(huì)不會(huì)影響密封在傘艙里的減速傘?為此,試驗(yàn)隊(duì)員在地面通過(guò)試驗(yàn)觀察其中的變化。飛船在軌期間,隊(duì)員們一直監(jiān)測(cè)傘艙內(nèi)的壓力,看是否漏氣。


“我們也考慮到了漏氣這個(gè)模式,在空投試驗(yàn)中進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果16個(gè)彈射器能夠把蓋彈開,實(shí)現(xiàn)開傘,正常完成任務(wù)?!?08所試驗(yàn)隊(duì)員于堯炳說(shuō)。


試驗(yàn)隊(duì)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(duì)啟動(dòng)系統(tǒng)的影響。隊(duì)員們還針對(duì)雨雪把降落傘傘翼、傘繩打濕后強(qiáng)度的變化做分析,驗(yàn)證強(qiáng)度是否滿足設(shè)計(jì)余量。


航天科技集團(tuán)回收試驗(yàn)隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)李峰說(shuō):“有試驗(yàn)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(huì)沒底。”


飛船在返回過(guò)程中通過(guò)指令加電,開展相關(guān)動(dòng)作,而從393公里的新高度返回,對(duì)飛船加電有無(wú)影響有待驗(yàn)證。五院載人航天總體部的谷巍說(shuō):“我們進(jìn)行了針對(duì)性分析,以確保這塊無(wú)誤?!?/p>


針對(duì)結(jié)露問(wèn)題,試驗(yàn)隊(duì)員曾用一個(gè)月的時(shí)間通過(guò)膠封等方法做了大量試驗(yàn)。


各種各樣的試驗(yàn)都在為成功返回蓄力。在這個(gè)過(guò)程中,試驗(yàn)隊(duì)員們寒來(lái)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(hào)飛船返回前,隊(duì)員們?cè)谥憛^(qū)演練著、思考著、準(zhǔn)備著。


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


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回收演練過(guò)程中試驗(yàn)隊(duì)員正在收傘。(廖傳奇/攝)


從118次高空“墜落”中成長(zhǎng)


動(dòng)作多、一次完成、不可逆,飛船返回的這些因素總會(huì)讓人繃緊神經(jīng)。“不像在軌飛行,有問(wèn)題還可以處理,返回中如果出現(xiàn)問(wèn)題就一定是緊急重大事件?!崩罘逭f(shuō)。


在飛控工作當(dāng)中,試驗(yàn)隊(duì)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(wèn)題要迅速處理,“重大”意味著這個(gè)故障后果很嚴(yán)重。


試驗(yàn)隊(duì)員們?cè)?18次在萬(wàn)米高空處將神舟飛船推下飛機(jī),在“老回收”們看來(lái),這是神舟飛船“長(zhǎng)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(shuō):“空投時(shí)大家坐的是運(yùn)輸機(jī),噪音極大,嗡嗡的,我在你耳朵邊上喊話你都聽不清,時(shí)間長(zhǎng)了,好多人都暈頭轉(zhuǎn)向?!?/p>


“ 飛船落地后,應(yīng)該有一個(gè)航天員按按鈕脫傘的動(dòng)作,否則風(fēng)大傘會(huì)拖著飛船跑?!眳鞘劳ɑ貞浾f(shuō),“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(wèn)題了。如果傘最終沒脫,我們就得用刀砍斷。當(dāng)時(shí)很是擔(dān)心,然而不到2分鐘的時(shí)候,那個(gè)傘脫了,我心里一下子就踏實(shí)了?!?/p>


五院502所神舟十一號(hào)飛船副總設(shè)計(jì)師胡軍最關(guān)心著陸的精度。飛船的理論落點(diǎn)在一個(gè)36公里見方的框內(nèi),因此開傘點(diǎn)成為關(guān)鍵?!叭绻酗L(fēng),我們會(huì)計(jì)算,然后GNC(制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制系統(tǒng))來(lái)糾正這個(gè)開傘點(diǎn)?!痹囼?yàn)隊(duì)會(huì)在降落之前數(shù)小時(shí)多次獲取風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)。


當(dāng)返回艙下落至離地面約1米的高度時(shí),四個(gè)反推發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)在20毫秒內(nèi)點(diǎn)火,其中任意兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)之間的點(diǎn)火偏差不超過(guò)10毫秒。這是八院著陸反推發(fā)動(dòng)機(jī)研制團(tuán)隊(duì)賦予神舟飛船的絕技。


為了讓神舟十一號(hào)飛船“輕功”嫻熟,研制隊(duì)伍制定了完善的試驗(yàn)方案,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了性能匹配試驗(yàn)、環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)、發(fā)動(dòng)機(jī)工作環(huán)境全序貫試驗(yàn)等全方位的考核,還專門進(jìn)行了發(fā)動(dòng)機(jī)極限狀態(tài)的拉偏試驗(yàn)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(gè)零部件組成、鋪開后可以覆蓋3個(gè)籃球場(chǎng)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(wèn)題,傘拽不出來(lái),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(huì)拍照、錄像,拍完以后要審,好幾個(gè)人一起看,因?yàn)榘昃筒荒懿痖_檢查了?!?08所的李少騰說(shuō),記錄包傘的照片成冊(cè)后有一本辭海那么厚。


在神舟十一號(hào)發(fā)射前,景海鵬到五院參觀包傘時(shí)說(shuō):“我們整個(gè)安全就由這個(gè)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?yàn)橹挥幸患胰瞬拍芡瓿蛇@個(gè)任務(wù)?!保ㄍ跣瘢?/p>




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