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神舟十六號順利飛天 西安科技力量一路保駕護航
2023年05月31日 10:19 西安日報
5月30日在北京航天飛行控制中心拍攝的神舟十五號航天員乘組與神舟十六號航天員乘組拍下“全家!钡漠嬅妗(新華社記者 李杰 攝)
5月30日在北京航天飛行控制中心拍攝的神舟十五號航天員乘組與神舟十六號航天員乘組拍下“全家!钡漠嬅。(新華社記者 李杰 攝)

  5月30日9時31分,搭載神舟十六號載人飛船的長征二號F遙十六運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射,18時22分,順利將3名航天員送入太空。在這舉世矚目的重大壯舉背后,西安科技力量功不可沒,為巨龍騰飛保駕護航。

  5月30日

  9時31分點火發(fā)射

  約9時41分,神舟十六號載人飛船與火箭成功分離,進入預定軌道

  16時29分,成功對接于空間站天和核心艙徑向端口,整個對接過程歷時約6.5小時

  18時22分,翹盼已久的神舟十五號航天員乘組順利打開“家門”,歡迎遠道而來的神舟十六號航天員乘組入駐“天宮”

  大升級

  新中繼終端具備三大優(yōu)勢

  5月30日9時31分,神舟十六號飛船成功發(fā)射,航天員景海鵬、朱楊柱、桂海潮乘坐著神舟十六號飛船進入太空。航天科技集團五院西安分院為神舟十六號飛船研制的升級版中繼終端、天線網絡、儀表控制器應用軟件繼續(xù)發(fā)揮重要作用,為神舟十六號飛船航天員遨游“天宮”全程護航。

  本次發(fā)射的神舟十六號飛船,將繼續(xù)通過西安分院研制的中繼終端所搭建“太空天路”,實現飛船與地面通信的暢通無阻,確保地面測試人員實時掌握飛船的飛行狀態(tài)。

  與以往的空間站飛行器不同的是,神舟十六號飛船上采用了具備三大優(yōu)勢的升級版中繼終端。中繼終端上所有產品均按西安分院目前最新技術進行了優(yōu)化升級,以更小更優(yōu)的產品為中國空間站穩(wěn)定高效的運行貢獻力量。

  集成程度更高。之前發(fā)射的空間站各飛行器使用的中繼終端產品重量接近36公斤,西安分院借助最新工藝技術,對產品進行高度小型化、集成化設計之后,在原有功能和性能不變的情況下,升級版產品已成功減重至27公斤。

  處理能力更強。以前處理一項工作需要依靠產品中的幾個芯片共同完成。在對產品的數字處理功能進行大量優(yōu)化升級后,現在僅需一個芯片便可輕松應對同一項工作。

  國產化率更高。國產化和元器件自主可控是我國航天科技實現高水平自立自強的題中之義。西安分院大幅提升了國產化元器件的使用,升級后的中繼終端元器件國產化率已接近100%。

  據西安分院載人航天工程任務負責人余曉川介紹說,在目前的中國空間站任務中,西安分院為我國空間站六艙(船)均配備了中繼終端,讓“感覺良好”持續(xù)在線。

  動力足

  58臺發(fā)動機強勁推舉

  保障順利會師“天宮”

  5月30日9時31分,長征二號F遙十六運載火箭托舉著載有景海鵬、朱楊柱、桂海潮3名航天員的神舟十六號載人飛船,于酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心再次出征。此次,航天科技集團六院為長征二號F運載火箭配套10臺發(fā)動機,為神舟十六號飛船配套推進艙、返回艙兩套推進子系統(tǒng)共48臺發(fā)動機。

  在此次長征二號F運載火箭發(fā)射神舟十六號飛行任務中,六院為火箭配套的10臺發(fā)動機已圓滿完成發(fā)射任務,飛船配套的48臺發(fā)動機將一如既往地護航神舟十六號飛船完成后續(xù)任務。

  載人航天,人命關天。長征二號F運載火箭是目前我國唯一一型載人運載火箭,為載人航天工程任務提供了“航天員專屬列車”。

  在火箭配套發(fā)動機研制過程中的每一個環(huán)節(jié)、每一個階段,六院發(fā)動機研制團隊都全力以赴;鸺l(fā)動機需要在高溫、高壓、高轉速、大推力、強振動的惡劣環(huán)境下運行,其故障模式屬于成敗型,只要有一個零件出現故障,往往導致災難性事故。因此,確保上天產品萬無一失,穩(wěn)妥可靠,是火箭發(fā)動機研制的鐵律。

  航天質量就是生命。為保證航天員的健康和安全,六院科研團隊不斷提升載人飛船推進分系統(tǒng)產品質量,扎實高效開展數據包絡分析和試驗驗證,系統(tǒng)分析可能存在的薄弱環(huán)節(jié)和風險,在設計和工藝上采取最有效的風險控制措施,確保神舟飛船推進系統(tǒng)的可靠性和安全性。

  科研團隊對飛船推進艙和返回艙推進子系統(tǒng)加嚴管控,保證管路的密封性,確保從加注、?俊⒐ぷ、一直到返回艙正常返回和安全著陸的整個過程中,即使在振動或者著陸沖擊等惡劣的力學環(huán)境下仍保證推進劑和氣體無泄漏?蒲袌F隊通過增加冗余設計,在萬一發(fā)生故障時,仍能保證推進分系統(tǒng)正常工作,為神舟十六號的航天員們保駕護航。

  硬實力

  飛船“中樞神經” 火箭“大腦”科技含量高

  5月30日,長征二號F運載火箭在中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火起飛,隨后將神舟十六號載人飛船成功送入預定軌道,發(fā)射任務取得圓滿成功。本次任務,航天科技集團九院771所為神舟十六號載人飛船配套數據管理中央計算機、環(huán)境與生理保障分系統(tǒng)數據處理計算機、艙載人體醫(yī)學生理監(jiān)測計算機等多個品種的集成電路產品,為長征二號F運載火箭配套運載火箭飛行控制計算機、故障檢測處理器和逃逸程序控制器3種關鍵設備及多個品種的集成電路產品,配套產品工作正常,為發(fā)射任務圓滿成功提供了有力保障。

  數據管理中央計算機是載人飛船數據管理分系統(tǒng)的關鍵設備,相當于飛船的神經中樞。在飛船飛行過程中,通過系統(tǒng)總線,完成對數據管理分系統(tǒng)及其他分系統(tǒng)設備的控制和管理,實現各類數據及指令的存儲、控制、處理和轉發(fā),具備故障工作/故障安全的能力。數據管理中央計算機設計采用了三機冷(熱)備份系統(tǒng)結構和軟(硬)件多種冗余容錯技術,保證了計算機在飛行過程中的可靠性。

  環(huán)境與生理保障分系統(tǒng)數據處理計算機是載人飛船環(huán)境與生理保障分系統(tǒng)的數據采集、處理和控制設備,負責采集飛船內部的環(huán)境參數和生命保障參數,通過對參數的處理和運算,準確控制各類動作控制計算機的調節(jié),保證飛船艙內具有合適的氧氣濃度、溫度和濕度等環(huán)境,為航天員創(chuàng)造飛行時基本的生活條件和適宜的工作環(huán)境。

  艙載人體醫(yī)學生理監(jiān)測計算機是航天員在軌生理信息測量系統(tǒng)的數據處理中心,相當于航天員的臨床護士,負責實時接收航天員的心電、呼吸、血壓、體溫4項生理健康指標信號,處理后顯示在儀表盤,實現飛船飛行過程中對航天員的醫(yī)學監(jiān)督與保障。

  話音處理計算機是載人飛船艙內航天服系統(tǒng)的關鍵設備,安裝在通信頭戴裝置內,相當于航天員在飛行過程中與地面站聯(lián)絡的直接通話橋梁。設計采用左(右)耳冗余設計,并配置雙麥克、雙耳機,保證了航天員在軌通話的可靠性。

  此外,長征二號F運載火箭飛行控制計算機是運載火箭的飛行控制中心,是運載火箭的“大腦”,在運載火箭整個飛行過程中實時接收來自捷聯(lián)慣性測量組合的加速度和陀螺的脈沖信號等,經過運算,控制運載火箭各執(zhí)行部件協(xié)調工作,完成對運載火箭的制導和姿態(tài)控制。

  故障檢測處理系統(tǒng)中的故障檢測處理器就像是一個指揮官,對錯綜復雜、瞬息萬變的環(huán)境進行判斷并下達讓航天員逃逸的指令;逃逸程序控制器則像一個忠實的勇士,隨時等待指揮官發(fā)來的指令,萬無一失的完成逃逸時序動作,確保將航天員安全帶回地面。

  新聞鏈接

  “生命之塔” 讓航天員放心出征

  5月30日9時31分,神舟十六號飛船成功發(fā)射。在神舟十六號飛船發(fā)射任務中,航天科技集團四院承擔了被譽為航天員“生命之塔”的火箭逃逸救生系統(tǒng)的全部動力裝置、“神舟”飛船的全套結構密封系統(tǒng)等產品的研制生產任務,分別應用于火箭和飛船系統(tǒng),全程為空間站建設護航。四院研制的產品涉及“箭、船、站、服、員”五大系統(tǒng),全程服務保障空間站建設,為航天員長期在站工作生活提供安全和生活保障,讓駐守在“太空家園”的航天員安心工作、放心巡天。

  由于頭頂標志性的形似“避雷針”的裝置——火箭逃逸塔,長征二號F運載火箭成為了長征系列家族中辨識度最高的一款火箭。整個逃逸系統(tǒng)由大小10臺發(fā)動機組成,全部由航天科技集團四院研制。

  逃逸系統(tǒng)全部采用固體火箭發(fā)動機,具有瞬間產生巨大推力的特點。它的作用是一旦火箭在發(fā)射升空階段出現危及航天員生命安全的重大故障,能夠按指令點火工作,在2秒左右的時間內,迅速將載有航天員的飛船艙體帶到2~3千米以外的安全地帶,幫助航天員安全逃生,因此被形象地稱為火箭上的“救生艇”。

  逃逸系統(tǒng)由低空和高空兩組發(fā)動機組成,分別承擔從火箭起飛前30分鐘到起飛后120秒,起飛后120~200秒左右兩個時間段內的救生任務。

  第一階段為低空逃逸,救生任務主要由逃逸塔完成,被稱為“有塔逃逸”。逃逸塔由大小6臺固體發(fā)動機組成,包括1臺逃逸主發(fā)動機、1臺分離發(fā)動機和4臺偏航俯仰控制發(fā)動機。在火箭起飛前30分鐘到起飛后120秒內,飛行高度39千米以下時,如果發(fā)生危急航天員生命安全的重大故障,逃逸主發(fā)動機會按指令點火工作,配合偏航俯仰控制發(fā)動機,像拔蘿卜一樣,將航天員乘坐的軌道艙、返回艙從火箭整流罩中拖拽到1500~2000米外的安全區(qū)域,再通過攜帶的降落傘減速,安全著陸到地面。而如果這一階段火箭飛行一切順利,120 秒后分離發(fā)動機則會點火工作,實現逃逸塔與箭體的自行分離。低空階段的護航任務順利完成。

  第二階段為高空逃逸,救生任務主要由安裝在飛船整流罩上的 4 臺高空逃逸發(fā)動機完成,被稱為“無塔逃逸”;鸺w行時間 120 秒~200 秒、飛行高度39~110 公里。其間,一旦逃逸系統(tǒng)檢測出火箭發(fā)生了威脅航天員生命安全的重大故障,逃逸系統(tǒng)會自動發(fā)出,或者航天員和地面工作人員手動發(fā)出逃逸指令,高空逃逸發(fā)動機就會點火工作來完成救生任務。而其間如果火箭飛行一切順利,200秒左右后,高空逃逸發(fā)動機會與整流罩一起與箭船分離。至此,四院逃逸系統(tǒng)飛船發(fā)射階段的護航使命就全部完成了。

  自1992年中國載人航天工程正式開展以來,四院研制的火箭逃逸救生系統(tǒng)固體發(fā)動機隨同長征二號F運載火箭一起,先后參加了從“神舟一號”到“神舟十六號”的多次無人、載人飛行和交會對接任務,助力完成了歷次完美飛行,次次不辱使命,被譽為“航天員的生命之塔”。在神舟十六號飛船發(fā)射任務中,除了被譽為航天員“生命之塔”的火箭逃逸救生系統(tǒng)的全部動力裝置外,航天科技集團四院還承擔了神舟飛船的全套結構密封系統(tǒng)等產品的研制生產任務,全程為空間站建設護航。

  (記者 關穎)

責任編輯:崔景靚