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神十二的防热衣降落伞有哪些特别之处 [复制链接]

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「本文来源:环球时报新媒体」

据中国载人航天工程办公室消息,北京时间今天(9月17日)13时34分,神舟十二号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,执行飞行任务的航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波安全顺利出舱,身体状态良好,空间站阶段首次载人飞行任务取得圆满成功。

听3名航天员说“出差”感受

神舟十二号三名航天员已经平安归来,身体状态良好。总台央视记者在航天员出舱的第一时间,对他们进行了采访。一起听听三名航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波怎么说?

神舟十二号乘组表现非常完美

神舟十二号载人飞船返回舱成功着陆,空间站阶段首次载人飞行任务圆满成功。总台央视记者在北京航天飞行控制中心,第一时间采访了航天科技集团五院载人航天工程空间站系统总设计师杨宏,杨宏对神舟十二号乘组表现的评价是:非常完美。

防热材料:返回舱最坚固的“防热衣”

神舟十二号载人飞船返回舱载着三名航天员返回地球,在返回过程中,虽然返回舱与大气层剧烈摩擦形成一个大火球的样子,但是里面的航天员却不会因此而受到高温炙烤。返回舱究竟是如何经受住多摄氏度的高温考验的呢?这就要靠它表面的一种隔热材料↓↓↓

航天科技集团一院航天材料及工艺研究所特级技师秦德辉:咱们返回舱最外面所用的一种隔热材料就是蜂窝。在再入的时候,它的表面进行了烧蚀,会带走大量的热量。

高温烧蚀熔化升华带走大气摩擦热量

工作人员介绍,在返回舱返回地球的过程中,首先就要面临高温的考验。在进入大气层的过程中,返回舱会与大气层发生剧烈摩擦,产生几千摄氏度的高温。确保返回舱烧不坏的,就是安装在返回舱最外层的防热材料。它可以在高温烧蚀过程中熔化、升华,从而带走大气摩擦带给返回舱的热量,保证航天员在舱内的安全与舒适。

航天科技集团一院航天材料及工艺研究所高级工程师邓火英:返回舱返回地面的时候,表面温度能达到多摄氏度,经过我们这个材料,再入过程大约秒的烧蚀防热,带走热量,然后内表面舱内的温度能够保持在30多摄氏度左右。

蜂窝状防热材料耐高温高强度

专家介绍,载人航天的返回舱对于安全性的要求极高。这要求防热材料不仅耐高温,还要高强度,而且重量越轻越好。研制人员在防热材料的选择过程中进行了成百上千次的试验,最终确定了蜂窝状的防热材料。

航天科技集团一院航天材料及工艺研究所高级工程师邓火英:选择材料的时候考虑了很多因素,包括它的力学、高低温循环交变、可靠性以及防热效率等很多因素,才选中了这种类型的蜂窝增强低密度防热。蜂窝骨架就相当于人身体的骨骼,能够对人的肌肉组织进行增强,同时它还起到降低应力的效果。

防热材料经历神舟返回舱十几次实战测试

这种防热材料已经随神舟飞船返回舱经历了十几次的实战测试,验证了其良好的防热性能。每次返回舱返回地球后,科研人员会到现场,对烧蚀后的材料进行取样研究,为后续更好地进行太空探索任务做好准备。

航天科技集团一院航天材料及工艺研究所特级技师秦德辉:返回舱回来之后我们会去取样,去分析它的碳层厚度,烧蚀层有什么大的变化。为以后的工作作为一种技术的积累。现在针对我们的材料进行了一个新的研制,为了更好地深空探测,新型火箭的发射,做良好的基础。

先后打开三顶伞保护返回舱安全着陆

神舟十二号载人飞船返回舱返回时,通过大气层炙热如火的考验之后,飞船的速度从7.9公里每秒降到大约米每秒。速度虽然大幅降低,但速度仍然非常快,怎样才能让返回舱的速度下降到一个航天员可承受的着陆速度呢?这就需要一件保护航天员和返回舱的神器——降落伞。

引导伞减速伞主伞依次打开

神舟飞船返回舱降落伞能否顺利打开,直接关系着任务的成败。返回舱在降落过程中,要先后打开引导伞、减速伞、主伞,共三顶伞。

测量大气压判定高度距地面10公里时开伞

首先,返回舱大约在距地面10公里的高度开始开伞。返回舱上的静压高度控制器通过测量大气压力判定高度,自动打开伞舱盖,首先拉出引导伞,引导伞再拉出减速伞。这时返回舱速度大约为米每秒,减速伞工作19秒钟后,与返回舱分离,同时拉出主伞。主伞也采取两级充气的方法,这时返回舱的下降速度逐渐由80米每秒减到40米每秒,然后再减至7~8米每秒。

距地面约1米时返回舱反推发动机点火

在距地大约1米高时,返回舱的4个着陆反推发动机点火工作,使返回舱速度下降到2米每秒以内,从而确保航天员安全着陆。在整个过程中,降落伞的开伞程序大有讲究,主伞并不能一下子全部打开,否则伞会被高速气流冲破,返回舱的减速效果也会打折扣。

航天科技集团五院神舟载人飞船回收着陆分系统主任设计师贾贺:我们设置有固定的各种程序,保证它什么时候伞打开,这时候不能乱,比如说伞绳出来了,伞衣出来了,它要按照预定的规定的程序,有顺序地给它打开,然后保证它实现这个减速功能。

若主伞发生故障返回舱配有备份降落伞

为防止主份降落伞装置出现故障,返回舱还配有备份降落伞装置。在返回舱从6公里高度向5公里下降时,如果用时少于预定时间,即意味着返回舱以高于正常开伞降落速度下降,系统会判断为主伞系统工作异常,从而自动启动备份伞,保证航天员的安全。

航天科技集团五院神舟载人飞船回收着陆分系统主任设计师贾贺:神舟飞船是两套降伞装置,一套叫主份降落伞装置,一套叫备份降落伞装置。每一套降伞装置里面都有三个伞,就是引导伞、减速伞、主伞。我们的自主判断能力非常强,根据不同的判断条件走不同的程序。

记者探访:神舟飞船的降落伞什么样

保证神舟飞船安全着陆的这顶大“伞”,究竟长什么样?它有多大?又有哪些神奇的本领?

引导伞个头最小第一个打开

锥形带条伞是一个引导伞,第一个打开,主要是把减速伞从伞舱筒里拉带出来,所以它承受力量非常大。它的材质质地也是非常坚固、稳定的。

减速伞打开后速度可降至90米每秒

减速伞,学名也叫锥形带条伞,是第二个打开的。它的作用主要是减速,就是从米每秒要减速到大概90米每秒的一个速度,确保后面主伞打开。

主伞有1平方米速度降至7~8米每秒

主伞的学名叫环帆伞,整个伞有1平方米,是我国目前所有航天器里面最大的一个降落伞。它可以把载人飞船三吨的重量从90米每秒降到大概七八米每秒的速度,然后确保航天员能够平稳着陆。

航天科技集团五院神舟载人飞船回收着陆分系统主任设计师贾贺:伞用的是一个特纺材料,比咱们普通衣服耐受性强度更大、更轻薄,并且它这个材料是有透气性的。因为伞的整个成型过程中需要内外的压差保持,让它维型的,所以透气性也是一个很关键的指标。

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