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时间:2023-11-26 来源:蒸汽发生器系列

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  从火箭点火到飞船入轨前后也就10多分钟。但是,这是航天员进入太空的第一步,也是危险性最大的一个环节。那么,放心“天梯”如何搭建,“神箭”是怎样炼成的?记者专访了航天科技集团改进型长征二号F火箭的总设计师荆木春和总指挥刘宇。

  1999年,首枚长二F火箭将首枚神舟飞船送入太空,至神舟九号飞船发射前,已先后有9枚长二F火箭在太空写就辉煌。

  “这9枚火箭当中,发射神舟三号飞船和神舟八号飞船的火箭,有过比较大的改进。”长二F火箭总设计师荆木春介绍。历经了两次飞行试验后,发射神舟三号飞船的长二F火箭真正开始启动了逃逸系统,目的是给马上就要来临的载人航天飞行做准备。

  2011年的首次空间交会对接任务,对火箭的运载能力及飞船的入轨精度指标要求明显提高。

  因此,设计师系统对执行我国首次交会对接任务的分别用于发射“天宫一号”和“神舟八号”飞船的两枚火箭进行了最大动作的改进。

  两枚火箭,一枚用来发射目标飞行器,一枚用来发射神舟八号飞船。两枚火箭除了一些细微差别,状态基本一致。

  在基本一致的状态中,火箭内部全新的控制管理系统最引人注目。它使用的方案、原理、具体设备、软硬件等方面都较“神舟七号”时发生了很大变化,相当于给火箭置换了一个全新的“大脑”。

  两枚火箭不一样的地方,主要是由于任务不同,发射“天宫一号”的火箭采用了冯·卡门曲线新型整流罩,而发射“神舟八号”的火箭恢复了发射“神舟七号”时的逃逸塔和故障检验测试系统。

  “正常情况下,一枚长二F火箭的生产周期需要3年。在去年首次交会对接任务完成时,发射神舟九号飞船的改进型长二F火箭就完成了产品生产、验收和综合试验。”刘宇说。

  发射“天宫一号”“神舟八号”“神舟九号”3个任务如此靠近,意味着载人火箭迎来了某些特定的程度的高强密度发射时代,应对之策是组批生产。

  “组批生产既能满足高密度发射的需要,又能够尽可能的防止火箭多种状态,便于对产品质量进行统一控制。”刘宇介绍。

  几年前,为完成首次空间交会对接任务,火箭研制队伍一次性地投产了5枚火箭。其中,2枚用于发射目标飞行器(含一枚备用),3枚用于发射神舟飞船。

  “神舟九号”发射前,5枚火箭已经发射了2枚。发射“神舟九号”的火箭,也来自其中。前2枚火箭表现的好坏,直接能够反映用来发射“神舟九号”的火箭的状态。

  “神舟八号”发射完,火箭设计师系统对飞行数据来进行了评估。数据表现非常完美,表明了有关技术和状态得到了初步验证。因为属于同一批次,各方都认为,发射“神舟九号”的火箭可承担载人飞行任务。

  去年,改进型长征二号F火箭成功将神舟八号和天宫一号送入太空。很多专家评价为“火箭的表现堪称完美!两枚火箭的入轨精度就像打靶连中两个十环!”今年,改进型长征二号F火箭将再度迎来其生命中的重要时刻,送3名航天员进入太空。为此,中国航天科技集团公司改进型长二F火箭副总设计师张智向记者详细的介绍了火箭的结构。

  长二F火箭由箭体结构、控制管理系统、动力系统、故检和逃逸系统、遥测系统、外测安全系统、推进剂利用系统和地面设备等十个分系统组成,其中故检和逃逸系统是为确保航天员安全新增的。

  张智说,简单来说,火箭可分为三大系统,即结构系统、控制管理系统和动力系统。它们犹如人体的“躯干”“大脑”和“心脏”。

  从长二F火箭顶部到尾部,依次为逃逸塔、飞船整流罩、二子级、一子级及4个助推器。张智介绍,“逃逸塔位于飞船顶部,高8米。在火箭发射过程中万一发生危及航天员生命安全的意外情况,它要确保航天员瞬间逃生、安全返回。”

  主要由整流罩、仪器舱、推进剂贮箱、级间段、箱间段和尾段等部分所组成。其中,飞船整流罩既是箭体结构中的一部分,又是逃逸塔的一部分。

  改进型长二F火箭有发射目标飞行器和飞船的两种状态,大的更改点大多分布在在外形上的“冯·卡门曲线整流罩”,和控制上的“迭代制导”,主要是提高火箭的载重和精确入轨能力。

  “发射神舟九号飞船的火箭和发射神舟八号飞船的火箭,状态基本一致,改动不是很多,主要就是产品安装的地方、软件调整等方面。”张智说,“这也便于型号管理与质量控制,降低风险,对航天员生命负责。”

  载人飞行对火箭的可靠性、安全性提出了更加高的要求,而对于进行了较大幅度改进、几乎等于一枚全新火箭的“改进型长二F”来说,只执行过两次飞行任务就实施载人飞行,其可靠性、安全性怎么保证?要通过什么质量控制手段来迎接首次载人“大考”?

  据介绍,与发射“天宫一号”和“神舟八号”的两枚火箭相比,这枚火箭质量控制的重点不再是对新技术和较大技术更改项进行风险分析、控制,而集中在产品质量本身。

  中国航天科技集团公司长二F火箭总指挥刘宇表示,这一发火箭要逐步加严质量、提高可靠性,就要在出厂测试阶段下工夫。

  此外,研发团队对发射“神九”的火箭进行了更充分的地面试验,尤其是可靠性验证试验。

  经过一系列质量加严控制措施,专家这样认为,火箭的评定结果是这发火箭的质量和水平不低于前两枚,有些方面还要更好。

  神舟九号飞船发射在即,飞船和火箭组合体已用活动发射平台运抵发射架。然而,自重8吨多的飞船在各厂房内又是如何移动的呢?这就必须提到神奇的气垫悬浮车。

  负责研制气垫悬浮车的中国航天科工集团三院8359所项目负责人王韡介绍说,气垫悬浮车有两种,分为立式和卧式,能够准确的通过需要转运垂直放置或水平放置的飞船。尽管飞船自重8吨多,气垫悬浮车如立式的自重又有6吨多,但一个人就能推走。

  气垫悬浮车是一个方形平台,在底部4角上各装有一个气垫模块。工作时,压缩空气进入气垫,当压力达到某些特定的程度后,压缩空气就会从模块中心没有气垫覆盖的位置溢出,在气垫和地面间形成薄薄的空气层,从而将平台悬浮起来,使推动它只需要施加飞船和气垫悬浮车总吨位千分之一的力量。