6月16日18時37分，神舟九號發(fā)射升空，中國航天員飛往“天宮” 。中新社發(fā)孫自法攝
中新網(wǎng)6月16日電今日傍晚，長二F火箭成功運送神舟九號飛船至太空，執(zhí)行中國首次載人交會對接任務。對比去年的“神舟八號”與“天宮一號”交會對接任務，此次任務最大的特點就是“有人”。因為涉及航天員的生命安全，發(fā)射“神九”的改進型長二F運載火箭上的逃逸系統(tǒng)顯得尤為重要。
運載火箭發(fā)射是航天員進入太空的重要一步，也是危險性較大的一個環(huán)節(jié)。作為救生裝置，位于火箭頂部的逃逸系統(tǒng)將完成飛船發(fā)射階段的護航使命，確保航天員生命安全。一旦火箭發(fā)射出現(xiàn)意外情況，它可以帶走飛船，幫助航天員逃離危險區(qū)。而在這個過程中，逃逸系統(tǒng)要力挽狂瀾，就得仰仗擁有極高安全可靠性的逃逸系統(tǒng)動力裝置——逃逸固體發(fā)動機。
自1992年中國載人航天工程正式開展起來，中國航天科技集團公司四院就一直承擔著逃逸固體發(fā)動機的研制重任。從“神一”到“神八”，該院研制的發(fā)動機均憑借極高的安全可靠性，圓滿完成了所有任務。
給航天員上“雙保險”
位于飛船頂部的逃逸塔，塔高8米，從遠處看好似火箭上的避雷針，被譽為是保障航天員安全的“生命之塔”。當前，逃逸塔的最核心部分——動力裝置由四院研制，動力裝置由1臺逃逸主發(fā)動機、1臺分離發(fā)動機、4臺偏航俯仰發(fā)動機、4臺高空逃逸發(fā)動機組成。
據(jù)四院41所逃逸固體發(fā)動機主任設計師陳紅斌介紹，火箭發(fā)射后120秒內(nèi)(即高度在0～39km范圍內(nèi))，一旦發(fā)生意外情況，逃逸系統(tǒng)的主發(fā)動機將點火工作，其高達70余噸的推力，能在3秒鐘內(nèi)把飛船“拽”到1500米開外，幫助航天員瞬間逃生。
“如果火箭飛行順利，那么逃逸塔將與火箭分離，這個時候分離發(fā)動機和兩臺偏航俯仰發(fā)動機開始工作，執(zhí)行拋塔任務。”陳紅斌解釋。
那如果在拋塔后、星箭分離前再有危險怎么辦？“那就得高空逃逸發(fā)動機‘挺身而出’了?！标惣t斌指出，火箭在發(fā)射后120秒～200秒(即高度在39～110km范圍內(nèi))，倘若再遇不測，4臺高空逃逸發(fā)動機將同時點火工作，帶航天員脫離險境。由此可見，10臺發(fā)動機可謂在火箭發(fā)射飛行階段為航天員上了“雙保險”。
同樣，在執(zhí)行逃逸任務時，航天人同樣是上了“雙保險”。在此次任務中，除了地面自動啟動逃逸模式，航天員也可以手動啟動逃逸模式。
分離發(fā)動機
可靠性最高可達99.99%
“人命關(guān)天，所以在宇航發(fā)射任務中，逃逸系統(tǒng)是可靠性要求最高的分系統(tǒng)，而且技術(shù)狀態(tài)相對固定。”四院逃逸固體發(fā)動機總設計師史宏斌介紹。
四院逃逸固體發(fā)動機總指揮余海林透露，為圓滿完成神八、神九、神十與天宮一號的三次交會對接任務，該院一共批量生產(chǎn)了6套發(fā)動機，“這樣既有利于我們選擇產(chǎn)品，也能更好地保證質(zhì)量。而且，6套產(chǎn)品都是按‘載人的標準’去研制的?！?/p>
作為逃逸系統(tǒng)中最主要、也是最重要的一部分，逃逸發(fā)動機的安全可靠性極高。一般來說，常規(guī)的固體發(fā)動機的安全可靠性指標是99%，但陳紅斌告訴記者，逃逸固體發(fā)動機對可靠性有著更高的要求，指標經(jīng)過分解后，包括分離發(fā)動機在內(nèi)的某些發(fā)動機的安全可靠性指標甚至要達到99.99%。
一直以來，四院的研制團隊都在“摳”一個個技術(shù)細節(jié)，歷經(jīng)無數(shù)次試驗和改進?！?9.99%意味著一萬次只能有一次失誤，但即使是這樣，我們還要不斷改進，確保交付出去的產(chǎn)品不帶任何隱患，讓研制隊伍和航天員放心。”陳紅斌說。
值得一提的是，陳紅斌的父親正是我國第一代逃逸發(fā)動機的設計師。陳紅斌女承父業(yè)，兩代航天人嘔心瀝血，見證了我國載人航天工程的跨越式發(fā)展。
“牛刀殺雞”，
逃逸系統(tǒng)全部國產(chǎn)化
從“神一”到“神八”，四院的逃逸系統(tǒng)動力裝置從未發(fā)揮過逃逸功能，裝置在研制之初曾有人笑稱，這是“殺雞用牛刀”。對此，史宏斌不以為然，“曾有人認為，制造逃逸發(fā)動機沒必要選用太好的材料。但我們說，就是要用牛刀殺雞的態(tài)度來對待這份工作?！?/p>
史宏斌口中的“好材料”，也是發(fā)動機上“值得一書”的亮點。在對前期研制中存在的問題進行分析后，四院對執(zhí)行三次交會對接任務的逃逸固體發(fā)動機相應地進行了一系列技術(shù)改進、技術(shù)攻關(guān)和試驗驗證工作，對發(fā)動機關(guān)鍵部件材料進行了改進，特別是某部件絕熱材料使用了國產(chǎn)新型高性能材料，從而讓整個逃逸系統(tǒng)實現(xiàn)了百分之百的國產(chǎn)化。
在生產(chǎn)執(zhí)行交會對接任務的6套發(fā)動機產(chǎn)品之前，這款絕熱材料一直都依賴進口。據(jù)余海林介紹，該材料必須具有抗沖刷、耐燒蝕等功能，對功能屬性要求非常高，直接影響發(fā)動機研制成敗。早在神六任務時，這款材料就很吃緊，但四院把寶貴的庫存資源留給了我們，“我們是‘站在巨人的肩膀上’干載人航天工程?！?/p>
起先，該院研制人員在使用這款國產(chǎn)材料時還頗為謹慎，但經(jīng)過反復試驗驗證后，終于得出結(jié)論：材料性能完全滿足要求。除此之外，四院研制團隊還在諸多方面進行創(chuàng)新，不斷提高產(chǎn)品的安全可靠性——
將遠距離發(fā)火裝置中的電爆管中的電連接插頭由兩針改為四針結(jié)構(gòu)；將生產(chǎn)逃逸主發(fā)動機金屬殼體圓筒的板材卷焊成形工藝變?yōu)殄懠龎撼尚喂に嚕怀晒ν瓿闪送七M劑藥漿混合工藝由臥式向立式混合機的轉(zhuǎn)變；引進一批高精尖新型數(shù)字化設備……
對于四院的逃逸固體發(fā)動機研制團隊來說，他們在交會對接任務中的使命已經(jīng)完成了一大半，此刻，他們的目光正瞄向“發(fā)動機推力可調(diào)、確?！匀蝗岷汀涞亍钡惹把匮芯糠较颉！拔磥恚覀円惨燃缑?、俄等航天強國?！笔泛瓯笳f。 (陳立)
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