逃逸固体发动机——航天员在火箭中的“护身符”
发布日期: 2012-06-22
信息来源: 中国航天报
作者: 陈立
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我国首次载人交会对接任务牵动国人心弦,对比去年的神舟八号与天宫一号交会对接任务,此次任务最大的特点就是“有人”。因为涉及航天员的生命安全,发射神舟九号的改进型长二F运载火箭上的逃逸系统显得尤为重要。
运载火箭发射是航天员进入太空的重要一步,也是危险性较大的一个环节。作为救生装置,位于火箭顶部的逃逸系统用于确保飞船发射阶段的航天员生命安全。一旦火箭发射出现意外情况,它可以带走飞船,帮助航天员逃离危险区。而在这个过程中,逃逸系统要有效发挥作用,就得依靠拥有极高安全可靠性的逃逸系统动力装置——逃逸固体发动机。
给航天员上“双保险”
位于飞船顶部的逃逸塔,塔高8米,从远处看好似火箭上的避雷针,被誉为是保障航天员安全的“生命之塔”。逃逸塔的最核心部分——动力装置由1台逃逸主发动机、1台分离发动机、4台偏航俯仰发动机、4台高空逃逸发动机组成。
火箭发射后120秒内(即高度在0~39千米范围内),一旦发生意外情况,逃逸系统的主发动机将点火工作,其高达70余吨的推力,能在3秒钟内把飞船“拽”到1500米开外,帮助航天员瞬间逃生。
如果火箭飞行顺利,逃逸塔将与火箭分离,分离发动机和两台偏航俯仰发动机开始工作,执行抛塔任务。如果在抛塔后、星箭分离前再有危险,就得依靠高空逃逸发动机,即火箭在发射后120秒~200秒(即高度在39~110千米范围内),如果再有危险,4台高空逃逸发动机将同时点火工作,带航天员脱离险境。由此可见,10台发动机可谓在火箭发射飞行阶段为航天员上了“双保险”。
同样,在执行逃逸任务时,航天员同样是上了“双保险”。在此次任务中,除了地面自动启动逃逸模式,航天员也可以手动启动逃逸模式。
分离发动机可靠性最高可达99.99%
航天四院逃逸固体发动机总设计师史宏斌称,由于由于人命关天,所以在航天发射任务中,逃逸系统是可靠性要求最高的分系统,而且技术状态相对固定。
作为逃逸系统中最主要、也是最重要的一部分,逃逸发动机的安全可靠性极高。一般来说,常规的固体发动机的安全可靠性指标是99%,但逃逸固体发动机对可靠性有着更高的要求,指标经过分解后,包括分离发动机在内的某些发动机的安全可靠性指标甚至要达到99.99%。
逃逸系统全部国产化
在对前期研制中存在的问题进行分析后,航天四院对执行3次交会对接任务的逃逸固体发动机相应地进行了一系列技术改进、技术攻关和试验验证工作,对发动机关键部件材料进行了改进,特别是某部件绝热材料使用了国产新型高性能材料,从而让整个逃逸系统实现了百分之百的国产化。
在生产执行交会对接任务的6套发动机产品之前,这款绝热材料一直都依赖进口。该材料必须具有抗冲刷、耐烧蚀等功能,对功能属性要求非常高,直接影响发动机研制成败。
起初,研制人员在使用这款国产材料时还颇为谨慎,但经过反复试验验证后,最终得出结论:材料性能完全满足要求。除此之外,研制团队还在诸多方面进行创新,不断提高产品的安全可靠性,例如将远距离发火装置中的电爆管中的电连接插头由两针改为四针结构;将生产逃逸主发动机金属壳体圆筒的板材卷焊成形工艺变为锻件旋压成形工艺;成功完成了推进剂药浆混合工艺由卧式向立式混合机的转变;引进一批高精尖新型数字化设备……(陈立)
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(责任编辑:王楠)