神舟十四号是“切伞失败”吗?深读飞船着陆程序,或许有意而为之

神舟十四号着陆没有为什么,没有切伞?牵动着航天迷们的心。回收着陆在载人航天最后的步骤,也是载人航天成功与否的最终标志。每一次神舟飞船返回地球,引导伞、减速伞、主伞以此打开,航天员们的安全才有了最好的保障。这一系列流程动作背后,离不开508所飞船回收着陆分系统的持之以恒的梦想和付出,为了让飞船完美降落,他们奋斗了30年,并且不断创新,挑战极限。那么他们是如何做到了呢?神舟十四号真的是“切伞失败”吗?让我们一起深度了解飞船着陆分系统。

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神舟飞船回收着陆系统

飞船着陆总体来说要控制速度、温度、精准度三个方面,30年来,回收着陆分系统取得了重大技术进步,实现了多个国内首创。

覆盖了分系统总体技术、降落伞减速与反推制动结合技术、降落伞研制、自动判别状态选择着陆程序、自行检测故障自动切换主备功能、高度控制方法控制开伞、空投试验技术、半实物仿真与可靠性评估等多个方面,创新引领航天器回收着陆技术发展。咱们着重说说控制速度方面的子系统。

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咱们神舟飞船是由三个舱段组合而成,其中返回舱是是航天员生活和工作的区域,但是发射和返回时,航天员们必须穿上舱内航天服,并且束缚在航天座椅上,以减少过载和冲击。

整个着落系统最为重要的部件:返回舱、降落伞、反推推进系统

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现役的返回舱呈“钟型”,采用的是倒锥头体结构,外观尺寸为:2.5米*2.5米。抛出防热大底后,重量为3吨左右。

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座椅上方有2个舱室,分别为主伞舱和备伞舱,其中主伞面积1200平方米,备用伞760平方米,伞舱中安装有摄像机和照明灯具。舱壁内由控制仪表盘控制。舱体外壳由防热层、隔热层和承力结构三部分组成。

当飞船再入大气层时,耐高温的防热材料和烧蚀防热大底,有效地保护舱内航天员安全。此时的舱外温度可以高达2000多度,是名副其实的火球。

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整个防热、隔热系统研制十分艰辛,在这里就不展开来说,总之在其保护下,舱内温度始终在航天员舒适的范围内。

当飞船经过黑障区之后,在飞船外型的作用下已经大规模减速,在高度15千米时,速度维持在200米/秒。这时候如果不能减速,那么飞船硬着陆则不堪设想。

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这时候接力棒就交给了神舟飞船的降落伞系统。

为此,508所不断研究,从无到有,从进口到全部国产,研制出了1200平方米的超大降落伞。它是目前国内面积最大、相对质量最轻,开伞程序控制和加工包装工艺最复杂,开伞动压包络范围最大的航天器降落伞,为我国载人航天任务作出了突出贡献,其中艰辛以后笔者撰文,专题来说。

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当飞船恢复通信后,此时距离地面还有10公里,多级开伞程序自动启动。降落伞系统满足以下条件:降落伞系统重量不大于200 kg,各级降落伞开伞过载不大于5 g,过载大于3.5 g的时间不大于0.5 s。

因此设计出降落伞系统由串联式双引导伞、减速伞和主伞三级伞组成 。

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当返回舱上的静压高度控制器测量出大气压力,判断开伞的高度是否合适。如果合适,则控制器开始计时,此时t=0秒,0.5秒后后,启动爆破螺栓,弹出伞舱盖,引导伞和减速伞依次拉出。

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等到减速伞完全张开,返回舱速度减至约180米/秒,引爆降落伞连接分离机构上脱伞装置,使得减速伞与返回舱分离。分离时拉出主伞,当大伞完全张开后,此时飞船速度已经降低至7-8米/秒。保证航天员了在低速状态下平稳下降。

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等到主伞完全张满后,返回舱呈单点吊挂状态下降。此时引爆防热大底,以便于减轻重量和暴露出反推发动机用于降落反推工作。

紧接着垂直吊挂释放器 ,让主伞由单点吊挂变更为两点垂直吊挂,返回舱呈垂直下降状态,为反推发动机工作提供机会。同时,舱内座椅缓冲期提升,以便于降低冲击力。

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当防热大底抛出后,底部的伽马高度控制器会判断距离地面高度,在临近地面1-2米时,反推发动机启动,最终返回舱以1-4米/秒的速度着陆。

落地了也并非万事大吉,主伞很可能会被风吹起,拖曳返回舱在地面滑跑。之前有过测试,顺风情况下可滚动七八千米。

为此,在落地瞬间,由航天员自行判断是否启动主伞上的切割器将剪断伞绳,让主伞脱落,确保返回舱不会被拖走。

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这次,我们看到神舟十四号没有启动手动切伞模式,说明是基于综合判断之后,无需按下切伞按钮。加上此时航天员处于束缚状态,行动有所不便。

事实上,为确保航天员的安全,自神舟九号起,飞船回收着陆系统就在程序脱伞模式基础上,增加了航天员手动脱伞模式,有效避免了着陆场环境对航天员的威胁。

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那为什么不用自动切伞模式呢?

答案很简单:就是为了防止误操作,此操作不但没有自动选项,甚至也还没有遥控选项,就是为了避免返回舱在降落过程中“误切伞”。

神舟十四号没有切伞吗?

从直播现场看,确实主伞绳子确实连接在飞船上,但是并不是意味着切伞失败。

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首先,切伞与否取决于舱内航天员的根据现场的判断,为了确保这个观点的正当性,笔者查阅了大量资料,最后得出结论:风大就切,风不大不用切。

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其次,之前看过神舟十三号王亚平的采访,她就表示,落地后,她费了一些功夫才按下切伞的按钮。确实,那一天彩旗飘扬,风力还是很强劲的。

而神舟十四号降落时,温度虽然很低,风力很小,主伞落地后就摊铺在地上,切与不切已无大碍。

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最后,落地后舱内航天员依旧可以切伞。我们一起来看一下飞船与伞具的连接图就能明白:

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主伞接头的上方通过主吊带与主伞连接,下方与一根长吊带和一根短吊带连接,短吊带下方又与吊索(金属制品)相连接。主伞接头通过分离螺栓与返回舱连接。

此外,返回舱着陆后,主伞接头还具有切断主吊带,实现抛掉主伞的功能。

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着落后任意时间舱内航天员都可以按下按钮,启动切伞的功能按钮。只不过地面搜救人员过来之后,为了后续工作方便,开启了搜救队既定的工作模式:收伞、割绳子。

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其他的不需要过多解读了,本来是想好好说说整个着陆系统,以及降落伞纠偏模式,以及新一代飞船群伞降落,还有充气盾降落等等方式的,想想还是留着以后慢慢聊吧。

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毕竟,很多人看到了联盟号伞绳没有切,啥也没说;看到咱们的没切,就开始说需要“双零”了。也能理解,对自己要求高点,内卷一点,才能更好的进步,或者已经被我们接连不断的密集发射培养成了完美主义者。

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