万无一失的航天员“专列”

光山新闻网 采集侠 2021-06-18 09:56:08
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万无一失的航天员“专列”

  神舟十二号载人飞船发射圆满成功。新华社发

  由中国航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院抓总研制的长征二号F遥十二运载火箭(以下简称“长二F火箭”)是目前我国唯一一型载人运载火箭,自首飞以来共成功实施7次载人发射任务,均取得“满分”的骄人成绩。虽然发发成功,但为了圆满完成空间站在轨建造阶段的高密度发射任务,中国航天史上这枚技术最复杂、可靠性和安全性最高的航天员“专列”,进行了多项技术改进,其可靠性和安全性再上新台阶。

  0.1的提升也不放过

  长二F火箭总指挥荆木春介绍,长二F遥12火箭共进行109项技术状态更改,其中有70余项与可靠性提升相关。这些改进不涉及重大技术状态变化,主要是为了消除薄弱环节。如针对发动机点火失效风险,将主机传火孔直径从4毫米改为6毫米,进一步提升点火可靠性;根据位置不同,对发动机二级游机推力室喷注口提出更加精细的角度设计要求,使推进剂能够更加充分地融合、更加高效地燃烧,为火箭提供强劲动力……

  每一处改进,都体现了研制人员对可靠性的不懈追求,背后都意味着无数次的理论分析、数学仿真和试验验证。当火箭的可靠性越来越接近1的时候,小数点后每一个数字的微小变化,实现起来都无比艰辛。长二F火箭总体副主任设计师秦曈说:“在可靠性已经相当高的情况下,再提升,难度可想而知。”长二F火箭总体主任设计师常武权用考试来打比方:“从50分提高到90分,相对容易一些;但从90分提高到91分,甚至91.1分,尽管只有0.1分的提升,背后的工作并不比从50分提高到90分少。”

  越是艰难越向前,这支骁勇善战的队伍,精益求精、尽善尽美,最终将长二F火箭的可靠性从指标要求的0.97提升到0.9894,再次刷新了自身纪录,水平处于世界前列。

  追求安全从未止步

  载人航天,人命关天。长二F遥11火箭在发射神舟十一号飞船时,安全性评估值达0.997,但研制队伍在追求安全性的道路上从未止步。为确保航天员安全,研制团队对遥12火箭逃逸安控体制进行更改,提高了保密安全性能和抗干扰性能。尤其是控制逃逸发动机新增了点火功能,进一步提高了火箭的安全性。

  假如火箭突发意外情况,逃逸系统就会启动,逃逸飞行器像“拔萝卜”一样带着返回舱飞离故障火箭。返回舱与逃逸飞行器分离后,打开降落伞,缓慢降落到地面,但开伞过程中,返回舱会受到地面低空风的极大影响。

  以前逃逸飞行器只能朝着一个固定方向,存在一定安全风险。长二F火箭副总设计师刘烽举了个例子:“如果逃逸飞行器只能向东逃逸,正好这时地面吹来一股向西的风,这样返回舱处于开伞状态的时候,很可能又被吹回到故障火箭的附近,航天员就比较危险。”

  研制人员在现有控制逃逸发动机的基础上,通过调整软件进行,新增发动机点火功能,使逃逸飞行器可以向垂直于地面风的方向逃逸,更加安全、灵活。“比如,地面刮的是南风或北风,现在我的逃逸能力提升了,可以提前选择与南风或北风垂直的东方向逃逸,避开地面风。”常武权说。

  逃逸系统改进后,火箭安全性评估值达到0.99996这一国际先进水平。“就目前的技术状态,长二F火箭需要发射十万次,才会有4次逃逸失败,平均一万次发射还不到1次逃逸失败的情况。在保障航天员安全方面,它比‘万无一失’的水平还要高一些”。对于小数点后这一串数字的意义,常武权通俗地解释。

  “大力士”也能“身轻如燕”