火箭逃逸系统探秘

来源 :太空探索 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lishashasky
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  


  逃逸系统由低空和高空两种发动机组成,低空发动机也叫逃逸塔,在飞船的顶部,塔高8米,从远处看像是火箭上的避雷针。高空发动机安装在整流罩上。逃逸系统的任务是在火箭起飞前900秒到起飞后120秒时间段内,也就是飞行高度在0千米至39千米时,万一火箭发生故障,它可以拽着轨道舱和返回舱与火箭分离,并降落在安全地带,帮助飞船上的航天员脱离险境。
  逃逸系统的构成非常复杂,由五种固体发动机、整流罩的上半部分、支撑机构、栅格翼及其释放机构以及灭火装置等组成,它必须与其它正常飞行时所使用的系统协同工作才能完成逃逸任务。五种发动机分别是逃逸主发动机、分离发动机、偏航俯仰发动机、高空逃逸发动机和高空分离发动机。前三种负责39千米高度以下也就是火箭从点火到飞行120秒时的逃逸工作,后两种在39至110千米高度内即火箭飞到120秒至200秒时发挥作用。
  细心的人看过逃逸塔后都会发现,逃逸发动机的外形很特别,喷管弯弯的,挂在发动机的外壁,和别的火箭发机喷管都不一样,形状复杂,而最关键的是发动机工作环境苛刻,瞬时承受的力非常大。要求绝热材料和工艺方面都要无可挑剔。经过无数个日日夜夜的攻关,在1998年逃逸系统测试时,火箭腾空而起,尾部的低空逃逸发动机4个喷管与分离发动机的8个喷管在不同的部位喷射出耀眼而奇丽的火焰。飞行到1.9千米高空时,飞船返回舱与逃逸飞行器分离,降落伞开伞……逃逸发动机干净利落地完成了程序所规定的所有动作。试验获得圆满成功,为我国载人航天工程的顺利推进奠定了重要基础。
  
  扫描故障检测处理系统
  
  故检系统全称为故障检测处理系统,它相当于给火箭安上了自我诊断器。它的任务是从火箭点火前,故障检测处理系统通过检测火箭的重要飞行参数,按事先确定的判据自动进行火箭故障判别,当发现故障时向火箭有关系统和飞船发出逃逸指令和中止飞行指令。逃逸系统接到来自故障检测处理器或者是地面发出的逃逸指令后,迅速将飞船的返回舱和轨道舱带离危险区,并利用飞船的返回着陆系统完成逃逸救生任务。
  故险系统的工作程序是:从射前30分钟开始到上升段火箭/飞船分离前检测火箭的重点参数,进行数据计算判断;当火箭出现故障时,发出报警信号,根据故障模式自动发出逃逸指令和中止飞行指令;根据不同逃逸模式执行相应逃逸程序;正常飞行时,还要成为抛逃逸塔功能的备份系统。
  对故险系统而言,其最大的难点是必须确保防止误逃和漏逃。火箭没问题,故险系统如果判断不准,发出逃逸指令和中止飞行指令;虽然航天员生命是保住了,但整个飞行却失败了;火箭出了故障,故检系统没检验出来,未能发出逃逸指令,则不仅船箭俱毁,更严重的是会夺去航天员宝贵的生命。两种情况都会给载人飞行造成严重后果。因此,设计软件时,在确定故障判别参数及逃逸门限值上必须做到有效和准确。增加故险系统相当于给火箭装上一个“诊断器”。对于长征火箭的研制者来说,这是一个全新的系统。一个未知的领域。
  要使航天员安全逃生,第一必须检测出火箭发生的异常,第二必须将故障信号发出,第三要安全准确地给逃逸飞行器点火。科技人员经过反复研究讨论,最终确定箭上设备包括故障检测处理器、指令控制器、逃逸程序控制器、火工品配电器和电池。这些都是硬件,相对来说还算是容易一些,最难的是“软件”,即究竟检测哪些参数及如何判据。
  火箭的参数有很多,有姿态的、箱体压力的、发动机的等等。参数用得少了,信息量不够;用得多了,又增加了判据的难度。每一参数都暗含着“用还是不用”,这又好比是莎士比亚的“生存还是死亡”式的难题。经过反复分析、比较,最后确定选用主要包括火箭的综合性能,如飞行的姿态、加速度;火箭各级之间分离参数等十几个参数。选定参数后,必须掌握火箭有哪些故障模式,怎样来判断。科研人员列出了300多个故障模式,经过模拟火箭的整个运动过程,火箭内部的各系统参数都通过系统检测出来,并通过分析参数变化,检测出火箭故障。经过几年的大量分析试验,最终确定了11个故障模式作为故检系统的判断依据。
  在故检系统中,软件的作用至关重要。从故检系统初样设计开始,科研人员就不断地致力于软件的改进和完善。他们按照软件工程化的要求,从需求分析到结构设计直至程序编码,每一步都严格按程序进行,语句和每个分支都经过100%的充分测试。经过努力,终于实现了运载火箭在待发段和上升段发生故障时,能自检测、自诊断,发出故障信息给逃逸系统,并实施自动逃逸和地面指令逃逸的设计目标,使这一技术达到了国际先进水平。(杨建)
  
  金牌发动机
  
  发动机被誉为火箭的心脏,它是航天器问鼎太空的力量之源,承担着为航天器提供动力的核心工作,是航天器执行任务的前提。对于载人火箭来说,发动机的可靠与安全,具有决定性的意义。
  长征二号F运载火箭的发动机虽然从外形上看,与它的前身------长二捆火箭发动机差别不大,但从内在性能方面进行了大量重要的改进。从载人航天的特殊要求考虑,发动机可靠性和安全性有了相当大的提高,另外发动机的生产水平和质量稳定性也平稳增长。组成长二F火箭发动机的零部件千千万万,改进的措施大大小小,达几十项之多。
  特别是在对发动机的涡轮泵的研制过程中,技术人员从涡轮泵的材料、设计结构和加工方法三方面进行了改进,使发动机的可靠性提高了一大步。
  载人航天的特点之一是要极大地保障安全性,钝感电爆管就是体现安全性的一个器件。非钝感的电爆管极为敏感,哪怕一点点静电荷也会让它误爆,造成意外点火。在航天的历史上,小小的电爆管曾多次酿成大祸。而钝感电爆管需要长时间、大电流才能起爆,因此一般不容易发生误爆事件,被称为安全电爆管。通过大量的技术论证,工程技术人员对电爆管的结构进行的改进,保证了发动机的可靠性。
  长二F火箭发动机的许多设计,都进行了多项改进、可靠性增长试验,经过改进---试验----再改进----再试验的反复过程,使发动机的水平有了显著提高,满足了载人航天的要求,被誉为金牌发动机。神舟飞船连同英雄的航天员,被长二F火箭发动机的神奇力量推向太空,实现了中华民族千年飞天之梦。
其他文献
50年前月球表面的一次神秘闪光,可能是一块直径20米的陨石撞击月球表面所致。美国科学家近日宣称他们已在月球上找到了相对应的陨石坑。  最近出版的英国《新科学家》杂志报道说,1953年,天文爱好者利昂· 斯图亚特在观察月球时,发现它朝向地球一面的中央部位附近产生了一次闪光。根据强度推测,它相当于一场当量为50万吨级的爆炸。  天文学家对这次闪光的原因有许多争议。一些人认为这次闪光是一块陨石撞击月球表
期刊
(4) 70年代用于实现新目标的新型号  7K-TM(联盟号) 7K-TM是专门为“阿波罗-联盟试验项目”(ASTP)设计的一种飞船型号。该型号方案于1972年提出,是由7K-T运输型飞船衍生而来的,装备有新的雌雄同体式对接系统以及经过改进的生命保障和电力系统。它的发射还使用了一种改进型的运载火箭。从1974年到1976年,7K-TM共发射了5次,其中3次载人。3艘载人飞船对外均称“联盟号”。 
期刊
  
期刊
2003年6月2日,欧空局第一个火星探测器“火星快车”及同行的“猎兔犬”2着陆器在哈萨克斯坦境内的拜科努尔航天发射场发射升空,开始了飞往火星的旅程。执行这次发射任务的是俄欧合资斯达西姆公司联盟-弗雷盖特运载火箭。    火星路上伙伴多    “火星快车”的成功升空,标志着已有40多年历史的火星探测活动进入一个新的活跃期。1962年11月,苏联发射的“火星”1号探测器在飞离地球1亿千米时与地面失去联
期刊
太空城的建材系统是一个复杂巨系统,虽然我们用三篇文章进行介绍,但也仅仅是说个大概,如要进行详细介绍,可能得写一本大部头的专著。前两期介绍了与月球有关的建材系统,这一期主要介绍利用小行星资源的问题。在未来太空城的建设中能否利用小行星的资源,主要考虑以下问题:小行星上有何种资源?小行星上的环境?小行星资源的开采、冶炼、加工和运输?从经济上或从其它方面比较,是用小行星资源合算还是用月球资源合算?    
期刊
10月15日5时20分,航天员出征仪式在航天员公寓问天阁举行。中共中央总书记、国家主席、中央军委副主席胡锦涛等领导同志亲切会见了首飞梯队的3名航天员。  10月15日5时30分,身着乳白色宇航服的我国首位航天员杨利伟向中国载人航天工程总指挥李继耐报告,请示出征。  10月15日6时15分,进入飞船返回舱的杨利伟坐到了用合成材料特制的座椅上。此时按计划离火箭升空还有2小时45分钟。起飞前,杨利伟在舱
期刊
紫外线是一种比可见光波长更短的电磁波,其波长介于可见光与X射线之间。人类发现天体存在紫外辐射已有200年的历史。但是由于地球大气对紫外线的吸收特别严重,因而紫外天文学迟迟得不到发展。    紫外线的发现及早期探测    1801年德国物理学家里特发现硝酸银在蓝光和紫光下照射以后,会分解出黑色的金属银。于是他想到将硝酸银放到紫端以外试试看,令他惊喜的是,他看到了这种反应进行得更快了。这个实验结果证实
期刊
﹡充分利用空间环境资源    传统意义上的资源是土地、矿藏、水利等,人类进入地球轨道和外层空间后发现,太空的特殊环境和条件也是人类可以利用的重要资源,浩瀚无垠的太空具有高远的位置、高真空、高洁净、无污染、微重力、强宇宙粒子射线辐射,是地面所不具备的极其宝贵的资源,这种得天独厚的太空环境对发展空间工业有着远大的潜在开发前景,其中空间微重力环境的开发和利用尤其重要。开发和利用空间环境资源必须有人的参与
期刊
一般的天体都是晶莹可爱的光点,但有时天上也会出现毛发悚然的“怪物”,它那淡淡的银光常常还拖着一条摇弋不定的长尾,这就是古人十分惧怕的彗星。    为何彗星让人害怕    不仅彗星的外形十分怪异,而且它总是“不请自来”,长长的彗尾更是变化莫测,所以总让人们胆颤心惊。1528年法国人记述的大彗星是“使人如此恐惧,以致有人被吓死,有人吓病了。成百人感到它的颜色是血红的,形状是长长的,在顶端还能见到一只握
期刊
美国航宇局目前已选定耗资3.25亿美元的凤凰着陆探测器作为火星探测器。据报道,这项计划中还包括一架火星飞机,用于探测火星上的火山活动和有机物。  这颗探测器预计2007年发射,2009年在富含冰冻水的火星北半球高纬度地区着陆,如顺利完成使命,这将是人类第一次在地球以外的星球上分析类冰物质。探测器可以对土壤、冰、岩石和大气进行探测,其中它们携带的显微成像系统可以对不足人头发直径千分之一的微小物质进行
期刊