解密飞船逃逸救生系统
逃逸系统的组成及其作用
逃逸救生系统是载人航天工程运载火箭系统的重要组成部分,被誉为宇航员的“生命之塔”,也被形象地称为火箭上的“救生艇”。她的作用是万一火箭发生危及飞船上宇航员生命安全的故障时,帮助宇航员安全脱离险境。
逃逸救生系统由低空和高空两组逃逸发动机组成。低空发动机也叫逃逸塔,高8米,在飞船顶部,远看形似火箭上的“避雷针”;而高空发动机则安装在飞船整流罩上。她们的作用是从火箭发射前30分钟到起飞后120秒、飞行高度39km时逃逸塔分离,以及120秒到200秒左右、飞行高度115km时整流罩分离两个时间空间段内,万一火箭发生危及宇航员生命安全的故障,逃逸发动机将按指令点火,拽着飞船轨道舱和返回舱与火箭迅速分离,并降落在安全地带,帮助飞船上的宇航员脱离险境。
低空逃逸发动机组由逃逸主发动机、分离发动机和四台偏航俯仰控制发动机组成,高空逃逸发动机组由四台高空逃逸发动机组成。如果火箭发射过程一切正常,在火箭起飞约120秒时,低空逃逸发动机组的分离发动机和两台偏航俯仰控制发动机工作共同完成逃逸塔的分离任务,为后续继续飞行创造条件。在飞行时间200秒左右,高空逃逸发动机与整流罩一起与箭体分离。逃逸系统的使命至此全部完成。
神舟飞船逃逸系统四个型号10种发动机,全部由我省航天四院研制。
中国造逃逸系统性能国际一流
国外航天技术发展的历史和美苏载人航天的经历证明,威胁航天员的故障大多发生在火箭上升段,最严重的后果是火箭爆炸,因此,最有效的方式是“逃离”危险区域。解决火箭发射故障的逃逸救生技术,是一项世界性的难题。
逃逸救生系统就是针对火箭可能出现的危及宇航员生命安全的故障而设计的。我国承担飞船发射运载工具的长征二号F火箭0.97的可靠性指标在当今世界上已经算是最先进的运载工具了,但仍然意味着火箭每发射100次,还可能会有3次发生问题。即使面对这3%的概率,我们也绝不能让航天员用生命去冒险。我国载人航天工程立项研制时,由于是火箭系统唯一完全从零开始研制的技术,逃逸系统被公认为整个火箭系统中最难啃的一块骨头。作为我国规模最大、实力最强的航天固体动力技术研究院,航天四院凭借在固体发动机领域雄厚的技术、人才实力,及前期成功的演示试验,在多家竞争对手中,争取到了这项研制重任。面对这项堪称“打造宇航员生命之塔”的重任,四院人沉着受命,按照“高可靠性、高精度、高安全性”的技术指标,采取特殊措施,进行超常设计,开始超常研制,先后攻克了瞬时大推力特种固体发动机设计、超高强度钢异型机械加工、高燃速推进剂装药及精密地面试车测试技术等10多项技术与工艺难关。这些技术均属国内首创并达到国际先进水平。四院研制的逃逸救生系统动力装置先后参加了四次无人、两次载人航天飞行,次次不辱使命,是世界上最完善的逃逸救生方式之一。
由于增加了逃逸系统,长征二号F火箭的可靠性、安全性指标由0.97提高到了0.997(现实中无法达到100%),即由过去发射100次可能出现3次危及宇航员生命的问题,减少到现在发射1000次才可能发生3次这样的事故,因此逃逸系统被誉为宇航员的“生命之塔”,也有人形象地称之为火箭上的“救生艇”。 (航四)
点火发射
抛弃逃逸塔
整流罩分离
箭船分离