本版导读
太空中两位“舞者”的动力之源
————航天六院801所研制飞船推进系统侧记
如果把天宫一号和神舟十号飞船比作太空中的舞者,那么推进系统就是实现两位舞者优美动作的动力之源。
航天六院801所负责研制参与交会对接任务的神舟八号、神舟九号和神舟十号飞船及天宫一号目标飞行器的推进系统研制工作。推进系统为空间飞行器的轨道转换和保持以及飞行姿态控制、返回舱安全返回等提供必要的动力。
交会对接分为四大步骤,即:调相、导引、接近、对接。在“调相”时天宫一号推进系统工作,以使其进入“对接”状态;在“导引”时神舟十号飞船推进系统要提供冲量调整飞船的姿态,使其满足自主控制的条件;在“接近”时飞船推进系统要提供飞船轨道转换的动力,使飞船不断接近天宫一号运行轨道,满足初始对接条件;在“对接”时天宫一号和神舟十号推进系统均在不断工作,提供包括平移、俯仰、滚动多个自由度的控制冲量,保证实现精准对接。推进系统工作可靠、冲量精准,是实现高精度交会对接的重要保证。
推进系统是个相当复杂的系统,不仅仅是公众在媒体上看到的能够喷火的发动机。以神舟十号为例,为了实现飞船推进舱和返回舱共48台发动机的正常工作,推进系统配备了一吨多的燃料,携带有足够量的增压气体,设计了近200多米长的燃料管路输送系统,通过近140个各类阀门进行系统隔离控制。系统中还设置了近250个压力、温度控制、监测点,通过推进系统的电子设备及电缆网实现与飞船总体的数据传输,并进行有效的系统管理和发动机开关控制。
801所项目组立足于自主研发,通过近5年的攻关,克服了设计、工艺、制造、无损检测和使用中的一系列难题,最终通过了鉴定试验与多次单机及系统级环境试验的考核。该类可补加膜盒贮箱的研制成功,为我国后续长寿命空间站的补加技术研究奠定了坚实的基础。
为了实现推进系统的高可靠性要求,推进系统在5年研制历程中,用3年时间完成了贮箱等关键单机攻关,反复进行了飞船和天宫推进系统热试车和冷流试验,交付结构热控产品及电性产品4套,通过全面、系统的地面试验,摸清了推进系统工作的正确性、匹配性,验证了故障情况下的有效隔离、控制措施,并对每种发动机进行了60多轮的高空模拟试车。一如舞者“台上一分钟、台下十年功”的磨练,每台发动机为了精准完成飞行任务中几百次的工作任务,在地面都要进行几十万次的任务试验,最高达60万次。
交付任务同样是艰苦的攻坚战,801所在2年时间内先后交付神舟八号、神舟九号、神舟十号、天宫一号及天宫二号推进系统共5套产品均顺利完成单机测试、总装总测及交付后的总体测试,为交会对接任务的成功提供了有力的保障。
每一个成功舞者的背后,都有着观众看不到的艰辛。六院801所的研制人员,同样为了祖国载人航天事业的发展,发扬“两弹一星”和“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”的载人航天精神,默默奉献着自己的青春和热血
本报记者 刘楠