神舟五号资料=南方周末:神舟五载人飞船诞生(资料)

军事频道 2020-05-22102未知admin

  专家们为自己心中的飞船争论不已时,作为飞船总设计师的戚发轫常常陷入两难境地。沉思中他的银白的头发会微微地颤抖地垂落下来。

  前苏联和美国从发射无人飞船到建立性空间站,历时30多年,经历从无人飞船到永久性空间站5个发展阶段,其间有成功的喜悦也有的,中国人该怎样迈出自己的第一步?

  在中国之前,美国和苏联都把人送上了太空,那么我们的神舟飞船是不是可以在先行者的肩头起步,或者与国外进行技合作项目?

  戚发轫说:“没有。我们曾经很想,但没办成。我们就决定:自己干。”

  “零故障、零缺陷”在地面上可以做到,但只要一,有很多事就难以预测了。

  李颐黎是神舟应急救生系统的主任,他要考虑的是从待发射、上升、运行和返回着陆的救生对策。

  飞船发射的瞬间可以说是千钧一发。设计师们根据世界载人历史上的失败教训认定,此时的源主要是火箭或飞船推进剂泄漏、着火,火箭发生故障等,员该如何尽快逃离。

  发射前最后5分钟。员系好束带,关闭头盔面罩,戴好手套,两手抱膝等待升空。

  突然故障检测系统报告出现紧急情况,员迅速从座椅处攀上近2米高的舱口,快速打开飞船舱门,以最快速度钻出飞船。飞船舱门正对着第九层发射塔架,旁边有一个员专用防爆电梯,但是没电。员快速跑到撤离滑道口,纵身向几十米的紧急撤离滑道跳下去……

  紧急撤离滑道是一个钢套管和高弹力阻燃材料救生袋制造的高约50米的细长的尼龙口袋,局叉开双腿,用肘部及手使劲撑住袋壁,以便下滑得慢一点。尼龙口袋里层是张力为钢材的10倍特殊纤维层,只要用力撑,就可以控制下滑速度或者停止,防止溜得太快太远而摔伤。

  尼龙滑道是湿的。这是为了产生静电面浇湿的,员从口袋里钻出来,到达发射架下的地下掩蔽室,至此,员就安全了。

  但这只是在时间允许的情况下的逃离办法,火箭一旦点火,就不可能再停下来。神舟五的救生办法是:火箭顶端的逃逸塔迅速点火,拉着飞船以超过火箭几倍的速度逃离火箭。逃逸塔上四个又轻又薄不会变型的栅翼格会自动打开,控制飞船稳定飞行。

  逃逸塔的作用是火箭点火的前5分钟到起飞后120秒钟,也就是飞行高度0公里至39公里,帮助员脱离区。界载人史上,逃逸塔只被使用过两次。

  飞上207公里的飞船就进入入轨轨道了。浩淼的太空离地球很远,但并不意味着没有。

  一个可能是飞船失去控制,飞向更远的太空回不了家;第二个可能是飞船的员座舱被流星或太空垃圾击穿;第三个可能是飞船上的某个阀门泄漏。

  1960年5月15日,前苏联首次发射了无人驾驶的卫星式飞船1,飞船姿态控制系统故障,制动火箭点火后将返回舱推向了更高的轨道,1962年9月5日飞船才返回大气层并。

  回家和,一样充满风险。返回是载人飞船的事故多发段,不少员在回家途中死去。

  飞船控制专家陈祖贵的四个摞起来有30厘米厚大本子上写满了计算公式。他要给飞船安上“眼睛”和“大脑”。他习惯了人们这样和他见面打招呼:“飞船能不能回来?”

  2001年1月,神舟二飞船返回的前一圈,突然发生飞船发生震荡,返回姿态不稳,神舟五号资料轨道舱泄压,此时距离飞船的返回只有一个半钟头了。指挥大厅的空气几乎凝固。陈祖贵拿出可信的数据,说明飞船完全在控制之中,可以发出“回收”命令。果然,一切如常。

  神舟飞船的落点范围精确在了正负10公里左右,这相当于打靶发十环的水平,而的水平是30多公里。

  据说,为了让摄影师拍摄到飞船在火红的晚霞中徐徐降落的情景,制导专家们特意设计了偏航机动技术。按推算,神舟一的最佳发射窗口时间是上午,那么飞船就会在漆黑的晚上返回。而使用偏航机动技术,就无需考虑发射窗口,它可以在任何时间发射。当神舟一降落在晚霞中的大草原时,没有人想到,科学和浪漫竟然会结合得如此完美。

  假如返回座舱发生泄漏,神州五的控制面板会发出压力,员必须在10分钟内穿好服,接通供气管。服可连续6个小时员的氧气供应。在这6小时内,飞船可以在10个应急着陆场中选择着陆。

  假如险情十分紧急,飞船可以启动立即返回功能,设计师飞船有2个小时的时间,瞄准第一个来得及着陆的地区着陆。

  假如2台变轨发动机发生放障,另两台会立即补上;假如4台发动机者停火,另有8台小发动机,足以让飞船完成自动调姿,顺利返回。

  假如着陆缓冲发动机不工作,返回舱底部安装的Y高度仪会使缓冲发动机点火,给飞船一个向上抬的力,足以让员安然着陆。万一发动机不点火,员的座椅下部胀环式缓冲器,能够起到“弹簧”的作用。

  返回舱里为员准备了所有能够想到的救生物品:远距离呼救、Cpp定位仪、枪、闪光标位器、太阳反光镜、光烟管、海水染色剂,急救药包、蛇伤自救盒、蚊虫驱避剂、食品、饮水、指北针、抗风火柴、防尘太阳镜、引火物、救生船、渔具、驱鲨鱼剂、抗浸防寒飘浮装备、救生手册等、救生、刀。

  飞船落地后其顶端的闪光灯以每分钟闪动55下的频率发出白色的闪亮,可以连续闪光25小时;假如落在海里飞船上配备的染色剂会把飞船周围的海域染成绿色荧光区,便于飞机搜索。

  1967年1用月27日,美国阿波罗4A飞船和土星5火箭进入了倒计时,突然通话器传来密封舱员呼救:“着火了!”“快放我们出去!”但等救援人员跑去打开舱门时,飞船里的3名虽已全部被烧死。

  这只是—次地面联会模拟飞行试验,就让美国损失了3名员。阿波罗飞船座舱里气压较低,着火后,舱内形成负压,无论里面还是外面在短时间里都无法打开门。

  中国的神舟飞船的舱门无论从里面还是从外面,不超过3秒钟就能迅速打开。

  生之大门因为一个小小的细节而洞开。但是这个门可能有几百上千种方案和样式,你必须有能力和智慧选择出最佳的一种。

  这个门如果宽—点员逃生可能更为顺利,但它可能因为大而密封不严从而造成隐患;这个门可能因为密封很好而让人放心,但它可能因为过于密封而困难。矛盾、芜杂、纷乱,有时候可能你向左了就不能向右,这时候就必须在针锋相对中进行趋利避害的选择。

  而选择的智慧不是天生的,它来自于反复的实践。神舟飞船的降落伞是目前世界上正在使用的降落伞中最大的一种。它展开有1200平方米,它的每一个针脚都要求一致、细密,为了保持一致性,有的活必须一个人从头到底。神舟五号资料据说,一个缝纫女工一年只能缝一面伞。

  降落伞对于员的生命是至关重要的。1948年6月11日,美国发射的—只猴子在回收过程中,由于降落伞无法张开被活活摔死。

  大沙漠试验场上,伊尔76大型运输机从1万米的高空把模拟返回舱抛下。主伞先开一个小口,慢慢地全部撑开,此时五彩缤纷的主伞铺开在蓝天上,返回船悠悠然地向下飘落。在落地的一刹那,返回舱上的切割器“咔喳”一声切断伞绳吊带,1200平方米的降落伞如一片随风而走。

  如此情景反复实验了70多次,但科学家们还是不放心,特意配备了2名“大刀手”,一旦伞绳不能自动切断,大刀手就要冲上前去飞刀断绳。

  如果返回舱落在水里,伞舱正在员头部的上方,水就会涌进伞舱里,使返回舱沉没。设计师妙思解难,设计出一种特殊的排水功能。伞舱底部被装了一个气囊,返回舱落水里气囊就会自动充气,膨胀成一个体积为150升的大气包,不仅能把水挤出伞舱,还能24小时充当浮筏,让返回舱漂浮起来。

  一个细节和一个细节之间如连环锁一样紧紧相扣,它托起的是员的生命。

  大沙漠,“神舟”五空投实验。飞船返回舱从高空抛下,溅起一股沙尘。

  科技人员跑过去舱门,一股刺鼻的白烟窜出来。“像火药燃烧的味道。”一位科技人员回忆。

  这是一次偶然发现,但这个发现是致命的。返回舱舱内有害气体严重超标,其主要成分是一氧化碳。

  飞船必须给人提供一个像地球一样的、生活和工作的小,否则,人在太空是连一分钟也不能的,

  飞船舱内的空气必须是新鲜的,这是第一要素。员所呼吸的空气是由飞船自身携带有氧气瓶和氮气瓶提供的,通过舱内安装的压力调节系统,不断地为座舱补充氧气和氮气。使舱内的大气成分和压力始终保持在适当的范围内,同时,舱内的通风净化设备不停地将员呼出的二氧化碳等废气进行过滤和净化。

  这股意外的臭气从何而来,为什么神舟一、神舟二没有发现?后来一。发射无人飞船时,返回舱要在落地一段时间后才开舱。那时味道已散开了,所以问题没有进入研究的视野。

  飞船总指挥、总设计师戚发韧的亲自带领,发现气体来自两处一是火工品工作时间舱内泄漏的燃气,二是从舱内非金属材料排泄出有害气体。

  改进是必然的,但这意味着所有的密封结构设计、垫圈选择和安装工艺等都要重新来过。

  “堵”是重要的,但更重要的是要把有害的气体排出去。他们在飞船返回舱身上钻通一个个的小孔,这些小孔的奥秘是,既能把有害气体排出舱外,又能舱外的气体流不进舱内来,保持密封。

  飞船上有了人,湿度问题随之而来。人呼吸、排汗每天可产生1公斤多的水汽。这些水汽在飞船的舱壁、仪表表面凝成雾,电气设备就会短。

  因为没有载过人,所以没有考虑到人的呼吸和汗气会造成如此大的影响,原先的设计中,许多电缆接插件没有防水功能。

  所有电缆接插件都做了模拟结露结水试验,以找出会出问题部位。有趣的是科技人员发现,婴儿尿不湿的纤维织物对吸水吸湿很有作用,于是类似的材料被聪明的用在飞船上。

  一个飞船有20多个“窗口”,它们有舷窗、伞舱、发动机舱口,每一个窗口都是一种,都可能隐藏着一种。这些窗口必须是密闭的,又要是防热的。

  舷窗在设计者的手里变成了多层,最外层采用耐高温的材料,这种外层玻璃只隔热但不密封,中间多层玻璃之间采用真空密封设计,类似于暖水瓶。

  飞船座舱内仪表是黑色的、走电线的内壁是铁灰色,座椅的四周是乳白色的舱内的照也是乳白色的,灯管的外面还罩漂亮花纹的灯罩。但是每一样材料的选用完全不同于家庭,材料的用与不用,都有科学依据。舱内照明了白炽灯,因为它可以产生热量,现在用的是冷光源的U形荧光灯,既明亮又不刺眼。灯罩的作用是收集灯管破裂后的碎片,并使亮度二次均匀分布。

  员在飞船上的坐姿始终是窝着的,身体被紧紧地在太空椅上,手臂能够到的地方有限,飞船上的仪表台、控制台、按钮的安放都比较矮,员不用改变身体的姿式就有能够到。太空椅边还放置了一根小棒,如果手臂够不到,就用小棒,就可以控制开关。

  员因为戴了手套,手指要比一般人粗些,因此飞船上各种按钮和开关的尺寸都做得比地面上的大,之间的间隙也很大。

  何宇、朱光辰、柯伦被称为“飞船工程师”。何宇坐上宇航椅,立即发现从这个上够到操作板是不容易的。于是进行了改进。从飞船轨道舱到返回舱,都安有扶手、脚蹬子,便于员经过时使用。但当飞船工程师们穿上笨重的服时,发现腿打不了弯儿,脚蹬子的距离就显得太大了,脚蹬子因此多了几个,不用的时候还可折叠收起,方便了员的进出。

  飞船的时候屏幕上的汉字,字体是仿宋体而没有用黑体。仿宋字比较柔和,可以缓解感官上的,语句最多不会超过9个字,用的是女中音,让人听起来会感觉到沉稳和踏实。

  飞船发射前的几小时,何宇等人最后一次进入飞船,检查阀门、按键、照、仪表显示,然后地在确认单上签上自己的名字。

  站在高高的火箭发射塔架下面,任大漠之风吹过头发,火箭系统总指挥黄春平略显踌躇。在他的65个年轮里,有39个与密切不分。

  “这是一个大喜大悲的工作。”他说,“每临射之前,我的口袋里都装着速效救心丸。”

  他曾经4次成功地神舟飞船送入。“现在更不能失败。我们失败不起。”他说,“当我---还有火箭实验大队的队员们——看到员登上飞船的一刻,再不用任何人强调这次飞行的重要。”

  10目2日15时30分,长征二F火箭的第五次总检查开始了。还有不到300小时,它将带着“神舟”五飞向。

  在的飞行指挥控制中心,标有“发射指挥系统”的电子大屏幕突然亮起来。在屏幕上,你会看到9块大小不等的显示器,其中5块是对火箭或飞船某—部位的即时监测---可以随时变换;另外4块上呈现着重要数据,比如测试的阶段、口令和时间。

  斑澜的图像让单调的中控室变得生动起来。身着白色工作服的人们穿梭着,进入标有红色警戒线的地带,这是他们的岗位。每个人都会用手快速触摸“放”,卸去可能干扰的静电。

  “-3小时准备!ACI,请接通变频!”坐在大屏幕左侧一岗上的战士传达着口令。

  “这次总检之后,火箭将和‘神舟’对接。”黄春平说,“‘长二F’的五大电器系统---推进、控制、遥测、逃逸和故障检测,今天会被再一次。除了点火起飞、以及飞行中的物体分离之外,检测和发射时的状态基本一致。”

  载人工程七大系统的总工程师王永志严肃地坐在后排。但这毕竟是一次模拟飞行,紧张还留在13天之后。

  “从火箭起飞前8小时开始,我们就用倒记时表示离点火的时间。”火箭系统总设计师刘竹生说,“它很直观,但给每个人增加了无形压力。”

  “点火,起飞”!大屏幕的文字令跳。设想中的长箭冲向。好极了,一切正常。

  斜阳挂在湛蓝的天上。窗外,“神五”发射塔架在戈壁中耸立,这个巨大的钢铁之物被阳光镀上一层金色。

  的电子计时板在跳跃。大屏幕上的时间:升空后120秒。逃逸塔与火箭分离。好,一切正常。

  王永志淡淡一笑。笑笑。黄春平和刘竹生点点头。央视记者不失时机地把话筒递了上去。

  检测仅用了1小时。没有飞船的参与,程序被简化了。(由于涉及保密工作,文中的代、口令及技术参数做了处理,并非真实数据——记者注)

  与有着1小时的时差。早晨7时整,明亮的太阳会从地平线上跳出来,叫醒火箭实验大队的28—多名队员。

  自助早餐很丰盛,相当于星级宾馆。“我们的采购人员会开车花24小时穿越戈壁,买来新鲜的蔬菜和水果。”实验队临时党委罗北庆说。

  8时45分,贴有“神箭”标志的大巴车会在队员们的宿舍--神舟宾馆---前准时等候。而后车子行进2公里,越过黑可,进入厂区。

  这里把上班称为“上前线”,厂区是“阵地”,则是“总指挥”。2003年8月2O日,队员们从大本营---位于南郊的中国火箭技术研究院,坐着专列来到。“我们的日程已被提前安排好,”实验队总调度倪海龙说,“但也会有些微调,比如火箭出现故障时。”

  七大系统构成了中国载人工程(参见相关资料表格),运载火箭系统是其中之一。“系统之间需要协调,”倪海龙说。每天17时30分,他会准时参加实验大队内部的例会,安排次日工作;与六个系统的协调会,则放在每天18时进行。

  “火箭与飞船的关系最密切。”黄春平说,“因为箭、船要对接,像乘客和公交车的关系。”

  珠联壁合的对接要协调好三种接口---机械接口、神舟五号资料供电系统接口及软件接口。连接直径的数值是多少?卡头是怎样的?接点又是什么样的?……这些是前两种接口需要解决的问题,对于第三种接口,则需要信息的有效传递——比如火箭出了问题,必须由逃逸系统指令飞船尽快脱离险区。

  “箭、船两个系统的主任设计师,会以文字形式对此严格作出。”黄春平说,“那些初始参数被奉为金科玉律。”

  每个火箭实验队员都知道:在七个系统中,火箭是最基础的部分。“一旦这个系统发生了问题,一切将。”黄春平感叹道,“载人火箭是不败工程。”

  自20世纪50年始,在某一型的火箭上就执行着总指挥负责制。65岁的黄春平在实验大队拥有决策权,他的副手刘宇是一位沉稳帅气的中年男士。

  而在技术层面上,岁的刘竹生担当着系统的首席人物。人们称他为总设计师。火箭总体副总设计师剂木春、控制系统副总师孙凝生是刘的得力助手。副总之下,是各系统的正副主任设计师。而各系统的设计员们,承担着火箭技术的最基层工作。

  “很难确切统计,共有多少人参与到‘长二F’的设计和生产中。”刘竹生说,“如果算上生产元件的90多个厂家,恐怕不下10万人。”

  所以,尽管其中一个人认真工能起到的作用微乎其微,但只要某个人有一点疏忽,就可能给火前乃至七大系统带来。

  很多实验队员因此患上了“火箭综合征”:临发射前3个小时,开始口干,要不停地喝冷水——即使在零下20多度的冬天;还有手心出汗、不停上厕所;在发射成功之后,他们又会抱在一起疯狂的哭笑。

  “发射‘神五”之前,人们比前四次更紧张。”罗北庆说,“下班后也没人打牌——队员们借此证明自己的全心投入。过去,玩扑克一直是他们放松的重要方式。”

  调整队员们的情绪是罗北庆的工作之一。10月3日上午,他走进戈壁寻找美丽的胡。“我们已经做了一本名册,有280多个队员的名字。”他说,“我们准备附上照片。胡杨——能代表戈壁的植物,应该是拍照最好的背景。”

  火箭太庞大了,从基座到顶端,需要坐电梯跨越7个楼层。它长达58.3米,直径2.25-3.35米,起飞总质量为580多,身上装有4万多只元器件,价值约2亿币。

  它的身体呈明亮的乳白色。这与绘在的五星红旗,构成了一幅完美图画。

  “所谓‘长’,是指它的名字‘长征’;‘二’是火箭的级数---这是一发两级火箭,还有些火箭是一级或。”刘竹生说,“而‘F’是序。”

  “它采用了55项新技术,其中10项达到国际先进水平。”黄春平说,“它丝毫不逊色于的同类火箭。”

  “‘长二F’的可靠性达到0.97,安全性是0.997。”刘竹生说,“这意味着,发射100次会有97次成功;即使失败1000次,员也可以被成功逃离997次。”

  与不载人的商用火箭相比,“长二F”有着两个特有的重要系统---故障诊断(又称故障检测)系统及逃逸系统:通过故检系统,可以随时监测火箭的各项参数,判断其工作是否正常。如果情况不妙,故检系统会向逃逸系统发出指令,后者将把飞船迅速带离区。

  “故检系统的原理很简单,就像你去医院体检,仪器会为你测量体温、血压等各项指标。”刘竹生说。

  但这里的问题是,首先如何选择参数--判断人是否发烧用体温,判断火箭的故障该用哪些数值?在整个火箭中,能够遥测的参数不下1000个。二是“门槛值”——人的体温超过摄氏37度被认为是发烧,而火箭的某个参数达到了怎样的值,才算出了问题?

  “参数来源于两个方面,一是火箭自身的判断,二是地面控制系统的判断。”故检系统主任设计师张智说,“‘箭上判断’的能力有限,主要针对火箭过载下降--这表现为加速度越来越慢——是发动机系统出了问题;还有姿态失稳——火箭偏离轨道或者翻了跟头,这是火箭的控制系统的问题。”

  地面控制系统的判断,则分为待发和上升两个阶段。待发段容易出现的问题是:推进剂泄漏、火箭着火、火箭倾倒、发动机紧急关机等。它们很容易判断,因为火箭上有数据线与控制系统相联,甚至就能一目了然。出现问题时,一线人员会指挥员、指挥长直到总指挥。

  而在上升段,来自发动机着火、停止工作,或者整流罩打不开把飞船困在其中。

  “如果火箭在上升段起火,温度和热流参数将通过箭上的传感器传到地面的计算机里。”张智说,‘测控人员根据参数的变化,就会命令员逃逸。而这个值,是通过多次实验积累而成的。”

  箭上判断和地面判断采用“二选一”的原则。只要一个判断系统发现了问题,就会对逃逸系统发出指令。“双保险”是“长二F”的安全性高达0.997的重要原因。

  逃逸系统的主要组成部分包括逃逸塔、整流罩、栅格翼和上下支撑机构。“在‘长二F’的顶端,你可以看到一个尖尖的、形状像塔的物体,它被称做逃逸塔。”火箭逃逸系统的主任设计师肖耘说,“逃逸塔与飞船相连,并拥有自己的动力系统,可以带着飞船离的火箭。”

  在火箭离开地面120秒,行进约39公里之后,逃逸塔会被抛弃。此后火箭出现故障,系统的另一重要部件--整流罩将接替逃逸塔的功能。整流罩同样拥有自己的动力系统,它能把飞船的前两部分---工作禾舱和载入舱安全带离。200秒时,整流罩也会被抛弃,此后飞船可以依靠自己的动力,直接甩掉问题火箭。

  肖耘用手指着自己鼻尖,笑笑说:“如果火箭在发射架上就出了问题,员可以从飞船进入一条特制的管道,而后垂直滑入地上。管道的设计采用了减速原理,1999年我曾经试过一次,结果不小心蹭破了鼻子。”

  “美国没有载人火箭,他们启用了飞机。”张智说,“美国人的设计与中国相反---飞机上没有故检和逃逸系统。他们认为:如果飞机的某个部位可能出现问题,就将其换掉,以器的可靠性接近100%。但很遗憾,挑战者和哥伦比亚的,给这种设计思蒙上了阴影。”

  马上就要发射了,人们对即将升空的“长二F”火箭做最后的检查。“我们熟悉它可能出现的121个问题,”黄春平说,“这些问题是我们总结了长二丙、长二捆等相似型火箭的经验教训,出来的。在这枚火箭出厂前,我们对它做了13次检查;运到后又查了9次--包括5次检查,4次与飞船系统的联合检测。”

  “我们还建立了故障树系统。”刘竹生说,“火箭的七个分系统可能出现的问题,又被化为分系统的子系统可能出现的问题,由此级级下推,直到每个细枝末节。”

原文标题:神舟五号资料=南方周末:神舟五载人飞船诞生(资料) 网址:http://www.alinaclover.com/junshipindao/2020/0522/56333.html

Copyright © 2002-2020 怦然心动新闻网 www.alinaclover.com 版权所有  

联系QQ:1352848661