神舟飛船安全返航離不開五大法寶

11月18日，在太空生活了33天的航天員景海鵬、陳冬，乘坐著神舟十一號(hào)飛船返回艙安全“回家”。宇航員們能安全回家，離不開中國航天科技集團(tuán)公司五院508所的5大“法寶”。

降落傘面積相當(dāng)于3個(gè)籃球場(chǎng)

降落傘系統(tǒng)是飛船返回階段的重要?dú)鈩?dòng)力減速裝置，它可以將進(jìn)入大氣層的飛船返回艙從高鐵速度降到普通人慢跑的速度。該系統(tǒng)由7000多個(gè)零部件組成，是目前我國航天器回收降落傘中結(jié)構(gòu)最龐大、最復(fù)雜的系統(tǒng)。其中主傘面積達(dá)1200平方米，相當(dāng)于3個(gè)籃球場(chǎng)。

考慮到航天員的安全舒適，載人飛船降落傘系統(tǒng)不僅對(duì)產(chǎn)品可靠性要求極高，同時(shí)對(duì)開傘動(dòng)載、穩(wěn)定性、下降速度等性能指標(biāo)有著嚴(yán)格要求，降落傘的體積和重量也有嚴(yán)格限制。

多年來，該系統(tǒng)在構(gòu)成、結(jié)構(gòu)、材料等方面有過多次改進(jìn)，尤其是從神舟八號(hào)飛船開始，增加了傘衣保護(hù)布和牽頂傘，降落傘整體工作可靠性得到進(jìn)一步提高，同時(shí)也成為國內(nèi)開傘程序控制、加工和包裝工藝最難的降落傘。

緩沖技術(shù)讓返回艙“軟著陸”

盡管有降落傘減速，但飛船如果硬碰硬地落地，仍會(huì)給航天員帶來巨大沖擊。為此，508所采用著陸緩沖技術(shù)，讓返回艙實(shí)現(xiàn)“軟著陸”。該技術(shù)憑借γ高度控制裝置，能準(zhǔn)確探測(cè)返回艙與地面的距離，并在返回艙落地前適時(shí)啟動(dòng)反推發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，幫助它“緊急剎車”，將落地速度控制在安全范圍內(nèi)。

智能控制保證回收一氣呵成

俗話說“開弓沒有回頭箭”，飛船回收也是如此，回收程序一旦啟動(dòng)，就沒有“可逆”的余地。要保證回收過程一氣呵成，全靠回收分系統(tǒng)的智能控制功能。

回收分系統(tǒng)具有自行進(jìn)行故障檢測(cè)和判斷并自動(dòng)進(jìn)行主、備降落傘切換的功能。由軟硬件組成的回收控制裝置，可以不用地面臺(tái)站和航天員干預(yù)，自主判斷返回艙所處的返回狀態(tài)，自動(dòng)選擇不同的程序，發(fā)出回收著陸指令。同時(shí)，它還以機(jī)械鐘表控制作為冷備份進(jìn)行保駕，重要控制部件采用冗余設(shè)計(jì)，從而提高回收著陸程序控制的可靠性。

508所還設(shè)計(jì)了正常返回、低空救生、中空救生等多種故障情況下的回收工作程序，提高了對(duì)飛船不同返回狀態(tài)的適應(yīng)性。自神舟九號(hào)起，飛船回收著陸系統(tǒng)在程序脫傘模式的基礎(chǔ)上增加了航天員手動(dòng)脫傘模式，可有效避免著陸場(chǎng)環(huán)境對(duì)飛船及航天員的威脅。

虛實(shí)結(jié)合的驗(yàn)證方法

為充分考核載人飛船回收著陸系統(tǒng)的安全，508所對(duì)回收著陸分系統(tǒng)進(jìn)行了空投試驗(yàn)、火箭撬試驗(yàn)、地面彈蓋試驗(yàn)、高塔投放以及風(fēng)洞、環(huán)境、仿真等大量地面試驗(yàn)和計(jì)算。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1995～2016年，神舟飛船回收著陸分系統(tǒng)共進(jìn)行了118架次的空投試驗(yàn)。

508所研制了一套針對(duì)載人飛船回收著陸系統(tǒng)的半實(shí)物仿真平臺(tái)。在該平臺(tái)上進(jìn)行的半實(shí)物仿真試驗(yàn)，可與全數(shù)值仿真試驗(yàn)、空投試驗(yàn)進(jìn)行互相印證和對(duì)比，形成了一系列完整的針對(duì)載人飛船回收著陸系統(tǒng)的試驗(yàn)技術(shù)。

“嚴(yán)慎細(xì)實(shí)”交付“放心傘”

飛船回收著陸分系統(tǒng)的研制過程，充分體現(xiàn)出了航天人“嚴(yán)慎細(xì)實(shí)”的工作作風(fēng)。在降落傘加工、檢驗(yàn)及包裝等研制環(huán)節(jié)中，508所明確了38個(gè)關(guān)鍵件、26個(gè)關(guān)鍵工序，均提出了量化控制和檢驗(yàn)要求。

降落傘的包傘過程，在一定程度上決定著降落傘工作性能和飛行試驗(yàn)的成敗。508所設(shè)置了15個(gè)關(guān)鍵工藝，對(duì)收口繩長(zhǎng)度、切割器固定、封包繩長(zhǎng)度等均提出了量化要求。

航天英雄楊利偉看到降落傘研制、加工和交付的全部流程后說：“有這樣的傘，有這樣的團(tuán)隊(duì)，心里就踏實(shí)了。”

吳世通 楊艷 付毅飛