火箭能够自检、自诊，如发生故障逃逸系统会自动带飞船离开箭体

　　作为世界上可靠性标准最高的运载火箭，长征二号F型火箭的可靠性指标达到了0.97。

　　在“神七”发射前的评估测试中，它的可靠性评估值更达到了0.98的新高度。这样精确的可靠性指标是怎样“算”出来的？

　　如何计算可靠性？

　　通过反复试验，总结成功概率

　　“可靠性0.97，就是说100次发射中有97次成功，有3次可能失败。”载人航天工程火箭系统副总设计师宋征宇说。

　　宋征宇解释说，可靠性评估要依据大量的参数，参数由两部分构成：一是在地面做的大量试验，把试验时间折算成飞行时间；更关键的，是火箭实际发射的飞行数据，从神一到神六，长二F火箭有6次飞行实践，这些“子样”都是评定数据的重要补充。

　　“各种试验时间和成功‘子样’的累积，使得可靠性评估值不断增加，再加上对我们火箭的不断改进和完善，使得火箭可靠性大大超过了设计时0.97的指标。”宋征宇说。

　　曾有人问，随着我们火箭发射次数越来越多，我们是不是离失败也越来越近？如果我们打了97发火箭都成功了，那第98发是不是就要失败了？

　　对此，宋征宇解释：“火箭的可靠性是一个概率，是设计出来的，是反复验证出来的。”

　　设计人员在设计火箭指标时，考虑了各种产品可能出故障的概率，通过可靠性模型的计算，得出了0.97的指数。

　　“剩下0.03的不可靠性，就靠我们平时深入细致的工作来尽早地发现、剔除，在火箭发射前把隐患消除掉。”宋征宇说。

　　出现故障怎么办？

　　逃逸系统会自动带飞船离开箭体

　　载人航天工程火箭系统总指挥荆木春在接受记者采访时透露，每一发火箭飞行前，技术人员都要对全箭进行定量评估。

　　“担负‘神七’任务的这枚长征二号F型火箭，可靠性评估值达到了0.9807，比0.97的要求提高了0.01还多，也就是说100次发射中，火箭可能出现问题的几率不超过2次。”荆木春说。

　　一直以来，火箭对可靠性的设计要求都是所有航天系统中最高的。

　　“其他飞行器，比如卫星，飞行时如果发生故障，有一定的时间来进行调整，地面人员也可以人工参与。但火箭不行，它的实时性要求非常高，一旦发生故障，必须在几百毫秒内实施故障隔离，进行系统重组。”宋征宇说。

　　而发射载人飞船的火箭又比载物火箭的可靠性要求更高。

　　“所以，我们专门为火箭研制了故障检测处理系统和逃逸系统。”宋征宇说，火箭能够自检测、自诊断，如果发生故障，逃逸系统会自动带飞船离开箭体，从而保障航天员的安全。

　　逃逸系统在何处？

　　位于火箭顶端，由10台发动机组成

　　从“神一”到“神六”，航天四院提供的飞船逃逸救生系统次次不辱使命，均圆满完成了任务，有人形象地称之为火箭上的“救生艇”，日前，航天四院的工作人员向记者揭开了飞船逃逸救生系统的面纱。

　　逃逸塔位于火箭的顶端，共由四种型号10台发动机组成，结构十分复杂，制造的材质是特制的超高强度钢，燃料为固体推进剂。平时所说的“逃逸塔”就是低空发动机，高8米，位于箭船顶部， 而高空发动机则安装在飞船整流罩上。

　　从火箭发射前30分钟到起飞后120秒、飞行高度在39千米时逃逸塔分离，以及从120秒到200秒左右、飞行高度115千米时整流罩分离这两个时间空间段内，万一发生意外紧急状况时，逃逸塔就会启动。靠固体燃料火箭发动机提供巨大的瞬间推力，将航天员所在的飞船从火箭上拉出来，带着航天员偏离火箭的运行轨道，逃离险境，然后借助降落伞和缓冲装置安全降落到地面。

　　国际上若干次火箭发射失败的例子证明，威胁航天员生命的故障大多数发生在火箭上升阶段，而最直接的保护办法就是让航天员脱离危险区域，这正是逃逸塔的主要作用。

　　设计有什么改进？

　　飞船外部增加了照明设备和扶手

　　昨日，来自航天科技集团的专家在酒泉卫星发射中心说：“神七”容量及重量均接近极限，飞船为此取消了不影响任务的部分设备。而在外观方面，飞船增加了照明设备和扶手，以利于航天员出舱活动。

　　这不过是“神七”与“神六”的一部分差别。事实上，在老飞船的近700台设备中，只有不到一半被新飞船继续沿用。

　　压缩内部空间减重

　　设计师在空间的垂直利用上打主意。相当多的仪表板被装载到类似超市货架的框格上，腾出的空间提供航天员进行穿脱航天服之类的活动。但即使如此，飞船上也无法增加一个对于出舱活动具有关键意义的气闸舱。

　　解决办法是让既有的轨道舱增加一个新功能。技术人员在轨道舱建造一个一头连接太空，一头连接轨道舱的小隔间。航天员穿过这个卸压或者复压的小隔间，就实现了飞船环境和空间环境的相互过渡。

　　不过“神七”飞船也为此做出了牺牲，例如减少了一对太阳帆板，这也意味着航天员返回后，留在太空的轨道舱会因为能量耗尽迅速丧失利用价值。

　　安全设计毫不吝啬

　　与空间使用上的“吝啬”相比，设计师在保障航天员生命安全方面显得大方很多。例如，飞船舱门直径就从过去的750毫米增加到了850毫米。

　　专家介绍说，这是为了方便身着舱外航天服的航天员，能够在身体“臃肿”的状态下，顺利完成打开保险锁、转动开关手柄、拉开舱门、给舱门套上保护罩这一系列开启舱门的动作。而一个直径的增加意味着整个舱门设计尺寸的变化，设计师光是画图就达到80多张。

　　对安全的重视，还体现在航天员乘坐的座椅上。过去航天员乘坐返回舱回到地面时，在落地的一刹那，座椅要瞬间提升达到缓冲的目的，其动力来自火工品爆燃。燃烧气体预置在座椅下方的燃气包中，一旦发生泄漏，后果不堪设想。因此，“神七”选择了用压缩空气替代燃气的做法。

　　另外，诸如在飞船前端和后端加载摄像机，增加舱外照明设备以及设置舱外活动扶手之类的改进，也都为航天员顺利、安全完成任务增加了把握。

　　◇升空状态

　　航天员升空后会感觉脸部抖动

　　昨天上午，神七载人飞船火箭进行推进剂加注，这意味着神七发射到了最后一步。火箭系统一院试验队副院长刘志让表示，昨天上午，火箭加注了近300吨的推进剂。

　　据介绍，神舟七号飞船的推进剂是从9月7日开始加注的，20日，飞船垂直转运至发射塔与火箭成功对接。“按照惯例，火箭推进剂将在发射前一天加注，这次也不例外。

　　神七所采用的长征二号F火箭一、二级发动机共有4个，再加上捆绑的8台小发动机和一个备用发动机，总共有13个。

　　“当发动机提供的推力大于火箭自身重量时，火箭便可加速升天。”刘志让说，液体动力还将给飞船在太空提供调姿和变轨的动力，推进剂会有一定的余量。

　　神五返回后，杨利伟说，当火箭发射后120秒时，身体受到非常大的拉力，感觉非常痛苦。听到这个反映后，火箭设计团队开始寻找原因，经研究发现，火箭在发射120秒后，火箭箭体的纵向振动和液氧输送管路中的液氧水平振动出现耦合，结果形成一种纵向耦合振动，造成航天员的痛苦。

　　目前，虽然现在还存在耦合振动，但航天员的痛苦大大减轻，航天员在120秒后只是感觉脸‘扑扑’抖动。”

　　◇回收准备

　　回收伞撑开

　　好比足球场大

　　“神七”返回舱回收伞撑开的面积有1200平方米，近似一个足球场。日前，负责生产“神七”回收伞和宇航服的成都海蓉特种纺织品有限公司的有关人士透露。

　　据该公司高级工程师李峰介绍，用于“神七”宇航服和回收伞的专供原材料，在去年底就已完成，并交付给北京航天医学研究所用于先期测试。回收伞不同于普通的航空伞，它是采用强力高、重量轻、缓冲性好的特制涤纶材料制成，这种材料相当薄。伞撑开的面积有1200平方米，近似一个足球场。

　　回收伞由96根伞绳撑起来，每根伞绳的长度为46米，每米伞绳的重量仅2克，每根绳子可承受300公斤的拉力；采用异型设计，由红白两种颜色组成，伞两边的强力要比中间高。届时，96根伞绳撑起回收伞，“神七”飞船返回舱将借助回收伞以完美的姿势落地。

　　李峰说，“神七”的宇航服对原材料有更高要求，要满足超低温、强辐射等各种特殊环境。这些宇航服原材料具有相当的弹性，面料内层包裹有橡胶，抗紫外线和辐射。

　　本版综合新华社、西安晚报、东方早报、新闻晚报

　　◇吃喝拉撒

　　“尿不湿”抗高压排泄物净化后可饮用

　　俗话说人有三急，新陈代谢是人正常存活的必须，神舟七号也要保证航天员的尿液正常排出。日前，记者从863重大攻关项目组长、上海足佳科技公司总经理袁琴华处获悉，由她和其他沪上科研人员参与研制的HYF尿收集装置技术将在神七航天员起飞、返回以及出舱工作过程中提供重要的后勤保障。

　　袁琴华说，对于神七的出舱航天员而言，当他们离开神七实现太空漫步时，几乎所有的生活都在航天服里，吃喝拉撒都在身上。所以，HYF尿收集装置的任务就是把航天员任何时候排出的尿液快速吸掉，保持内裤的表面干燥。做到两个“不能”，即不能有臭味，也不能有皮肤感染，另外，脱卸也要方便。

　　由于要出舱行走，太空环境不同于轨道舱和返回舱，变化很大，所以这套装置设计时考虑了既要吸收尿量大，而且加压也不会溢出来。

　　袁琴华还透露，神七航天员此番在舱内将会使用折叠式马桶，这种马桶与一般马桶不同的是它能通过生化过程进行循环，对排泄物进行净化，其中的水经循环处理后，甚至可以达到饮用标准。但是，先进的马桶在舱外的太空环境却没有用武之地。