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原飞船回收系统副主任设计师林斌做客(实录)


http://www.sina.com.cn 2005年10月16日13:26 新浪网
原飞船回收系统副主任设计师林斌做客(实录)

原飞船回收系统副主任设计师林斌
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原飞船回收系统副主任设计师林斌做客(实录)

原飞船回收系统副主任设计师林斌


原飞船回收系统副主任设计师林斌做客(实录)

原飞船回收系统副主任设计师林斌


  视频:原飞船回收系统设计师林斌做客新浪

    万众瞩目的神舟六号载人飞船,10月12日上午9时整在酒泉卫星发射中心发射升空。新浪网特邀中国空间技术研究院原神舟飞船回收系统副主任设计师林斌做客聊天室。以下为聊天实录。

  主持人:各位新浪网友上午好!今天来到新浪嘉宾聊天室是中国空间技术研究院原飞船回收系统副主任设计师林斌,请介绍一下自己吧。

  林斌:我是北京空间机电研究所原参加神舟号载人飞船回收着陆系统的副主任设计师,名叫林斌。

  主持人:现在飞船已经运行了几天了,大家对飞船各个系统已经有了一定的了解,目前飞船各个系统都比较成功,大家现在很关心的一个问题就是它什么时候能返回,它的回收过程是不是很顺利,你是这方面的专家,网友提出了很多问题,能先介绍一下回收系统包括哪些吗?

  林斌:现在神六已经进入了关键时期,什么时候回收要靠回控那一边最终的确定。因为我们这个系统主要是从大约10公里以后开始工作,弹出伞舱盖,有两级降落伞开伞过程,直到快落地的时候还有一个缓冲

发动机点火着陆,最后抛伞,我们主要是管的这个工作时段。

  主持人:这个过程要持续多长时间呢?

  林斌:这个过程就10多分钟,时间比较短的,因为降落伞,开始的时候程序是这样,弹盖、拉引导伞,把减速伞拉出来对返回舱进行减速。减速到一定时候然后把主伞拉出来,减速伞和主伞都是渐开,不是一下就开伞了,到时候还要判断一下大概伞工作正常不正常。如果不正常,没有达到预定的下降速度的指标,我们还要切换备份系统。主伞完全打开以后,这个速度就慢慢降低了,降低了大概十来米下降速度,因为随着高度的下降,它的速度还可以进一步减速。最终到临近地面的时候,大概下降速度是7米左右。最后到落地之前有一个高度计—高度控制器进行控制,然后着陆

火箭点火对返回舱进一步减速把速度减到3.5米以下才着陆。

  着陆以后,主伞因为伞面积比较大,怕地面的风托跑了,最后航天员发送指令把它抛掉,这个工作就完成了。降落伞为什么分几级呢?因为神舟号的降落伞有一个先把盖子弹开了,这个降落伞才能够出来的,否则的话就出不来。弹盖借用伞舱盖的动能先拉出两个串联的引导伞,引导伞展开以后,把减速伞拉出来,减速伞开始的时候收口状态,就是先不让它完全张满,通过一段时间控制让它再全部张开。

  把返回舱的速度减到一定的速度,下降到一定高度,然后再拉出主伞,主伞也是同样分两次开。很关键的过程是主伞,因为主伞长度有70多米,是包在一个包里面,大约1.5秒左右由减速伞脱离以后靠减速伞把它拉直,这个过程是很关键的,成不成就看这个。如果拉直了再张满,先是半张满状态,减速到一定的时候再把伞底边一个切口绳切断然后伞才能全部张开。

  因为载人飞船与卫星的回收是有很大的区别。一个区别安全性、可靠性要求特别高,因为里面有人。还有重量也重,返回舱我们回收的时候,我们回收系统工作的时候重量是三吨多,一般返回式卫星还不到一吨。第二个区别,就是开伞过程,弹盖和反推火箭工作都有冲击力,因为有人在里面,这个冲击力都要求比较低,因为太大的话人受不了,所以这是有一个制约因素。

  我们主伞那么大,面积是1200平方米,铺开来大概可以覆盖三个篮球场那么大的面积,所以这么大的伞在瞬间拉直不太容易。还有一个制约因素,总体给我们的指标,主伞系统包起来才只有90多公斤,整个包装的体积,你看整个返回舱很小,限制也很严格,要求小于200升左右,所以包的比较小,都要靠压力包装,还要保证它顺序的出来,所以这一点也是比较难。

  为了这个可靠性,工作绝对可靠,当然我们作为整个载荷,就是降落伞各自工作的时候工作的载荷要通过很多的试验来验证,我们都取有一定的安全系数。另外外一主系统发生故障我还可以切换到备份系统,备份系统的情况和主伞的情况差不多,但是面积比主伞面积稍微小一点儿。另外和卫星有一个区别,卫星一般我们是考虑正常返回,它的使用条件基本上是确定的,但是载人飞船我们还要关注要如果出现各种故障,比如说在发射过程如果有什么故障这要配合主体部门、救生塔,把返回舱拉到一定的高度,一定的距离,然后降落伞可以把它拉开、张满,然后下降。

  这个难度在哪儿呢?高度低、速度也低。因为整个降落伞拉直加上引导伞、减速伞、主伞要有100多米,整个是动的过程所以要协调,总体希望我们的高度越低越好但是由于降落伞系统开伞,拉直的需要,所以有很严格的制约条件,我们也得要满足这样一些要求,大致情况是这样。

  网友:这个过程是什么时候开始的呢?是出了故障区以后吗?

  林斌:进入了大气层以后,大气层本身受到气流阻力,气动阻力和它的重力接近平衡的时候,这个时候气动减速工作,降落伞工作比较有利。不然开伞的载荷和速度就是气动力的压力很有关系,如果速度太高,降落伞承受的载荷就大,承受载荷大的话,那整个结构、重量都要增强,这样对我们就不太有利。所以我们在选择的时候,到大概10公里左右,它的速度减慢的非常小,这个时候就可以开始我们的工作了。

  主持人:在这个过程中防热层表面的燃烧已经结束了是吗?

  林斌:早就结束了。燃烧大概是20-30公里以上的事儿,再下面速度一下子就减下来了。

  网友:飞船在脱离推进舱以后以自由落体的方式进入大气层,在大气层作用会不会高速旋转吗?

  林斌:有一个控制系统不会让它旋转我们要求降落伞工作的保持一定的姿态对我们工作有利,如果旋转太大,像返回式卫星的回收有旋转,到时候要把旋转消旋,我们在降落伞上面,主伞都有一个旋转接头,不让返回舱旋转,使我们降落伞伞身产生扭转,扭矩又传不上去。

  主持人:也就是说伞和舱不是固定在一起的。

  林斌:不,伞和舱是有一个金属的接头连接的,是一个连接系统,连接件。

  网友:能仔细描述一下这个伞是什么样子吗?

  林斌:引导伞,我们载人飞船的引导伞比较特殊,搞两个一大一小,是串联的。大的引导伞在上面,因为面积比较大,这个主要是在发射场如果出现故障,回收的时候因为速度比较慢,面积大可以产生的阻力比较大,把减速伞拉出来,我们下面有一个比较小的引导伞,这是正常返回的时候使用的。正常返回速度很大,伞开了以后,大的引导伞就主动的切断了,就是小引导伞起作用。这样可以使我们的整个结构轻量化,这是一点。另一点就是串联式的,它作用了以后只有一个拉力,也可以起到双保险作用。大的引导伞我们是用的防控的结构,减速伞我们使用的是带条结构,载人飞船里面有人需要稳定,这个伞开伞的冲击力也比较小,它是开有好多缝隙。主伞和备份主伞我们是选用的是“环帆伞”的结构形式,这种伞的特点是抗破坏能力比较强,如果伞翼有大面积的损坏也照样可以开,这个伞的阻力效率比较高,稳定性也比较好,所以适用于最后一级的梯度减速。

  主持人:那这些降落伞的材料是什么做的呢?是普通的吗?

  林斌:降落伞的材料花样比较多,有绸布、有绳子、有带子,整个降落伞大概有四千个零部件,还有一些装置,绸布、绳子这些,如果从我们使用的来看,材料一般来说都是我们国内称锦纶,但也有芳纶,还有一种是超高强聚乙烯,因为不同的原料是不同的原材料,所以品种就比较多了,就不一一说了。

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