在中国载人航天的历史上 , 长征二号F火箭执行了从神舟一号至今的所有载人飞船的发射任务 , 发射成功率达到100% , 它也是目前我国所有运载火箭中系统最复杂的火箭 , 研制人员为它进行了大量特殊的设计 , 目的就是要保证航天员的生命安全 。
可靠性最高 多重设计保障航天员安全
长二F火箭的根本设计要求是要具有高可靠性和高安全性 。 高可靠性 , 是指火箭自身数以万计的设备零件要可靠耐用 , 在发射过程中不能出现问题 。 长二F的可靠性指标达到0.98 , 也就是100次发射中可能出现故障的几率不能超过两次 。 这是我国现役火箭当中最高的 。
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长二F火箭的高安全性 , 是指火箭在发射过程中万一真出现意外情况 , 火箭也能够有足够的能力保障航天员的生命安全 。 为了实现这一目标 , 研制人员进行了全方位的考虑 。
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首先 , 在长二F火箭的顶部 , 有一个类似避雷针的装置 , 它的名字叫逃逸塔 , 它主要是用来在火箭起飞前以及在低空飞行时保障航天员安全 。
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航天科技集团一院长征二号F火箭主任设计师林涓:如果火箭出现倾倒故障的时候 , 可以点火逃逸塔 , 直接带着飞船飞出去 。 回落的时候 , 飞船有降落伞 , 它要打开一定要把它带到一定高度 。 飞船自己的伞能打开的时候 , 才能慢慢降落下来 。
如果火箭飞行到高空之后出现问题 , 此时包裹着飞船的整流罩就将发挥作用了 。
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航天科技集团一院长征二号F火箭总指挥荆木春:飞行到120秒的时候 , 就把逃逸塔抛掉了 , 这个时候如果再需要进行逃逸 , 我们就在整流罩上又装了4台叫高空逃逸发动机 。 出现故障的话 , 高空逃逸发动机能够继续带动飞行器脱离故障火箭 。
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为了保证逃逸系统触发的条件准确及时 , 长二F火箭上还配备了一套独有的故障检测系统 , 它能够自动检测火箭各项参数 , 判断火箭故障 , 发出逃逸指令和终止飞行指令 。
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航天科技集团一院长征二号F火箭控制系统副主任设计师王海涛:故障检测系统是火箭的是随身医生 , 能够来检查火箭的各个系统是否有故障 。 如果它认为火箭系统可能发生了一些比较严重的故障 , 影响航天员安全 , 它就会把这些诊断出来的结果告诉逃逸系统 , 逃逸系统来完成航天员的逃逸救生过程 。
一主一备 应对高频次载人发射挑战
在整个空间站在轨建设及运营阶段 , 一主一备的模式将成为长征二号F火箭发射的常态 , 这也给火箭研制团队带来了全新的挑战 。
航天科技集团一院长征二号F火箭总指挥荆木春:我们现在有一个状态叫应急救援值班的状态 , 也就是说只要航天员在空间站 , 我们地面就有一艘飞船和一发火箭进行应急救援的值班 , 随时准备进入太空 , 把航天员能够快速接回来 。
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长二F火箭系统复杂 , 从进入发射场到最终发射需要进行总装、测试、燃料加注等诸多工序 , 这个过程一般需要两个月的时间 。 然而根据空间站应急救援的需求 , 就必须要有一枚火箭处于待命状态 , 因此 , 在此次长二F遥十二火箭进行发射的同时 , 长二F遥十三火箭也已经完成了准备工作 。
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航天科技集团一院长征二号F火箭总指挥荆木春:这一次应该说是把两发火箭同时测试完 , 只是发射的时候发射一发 。 比如说下一次当发射遥十三的时候 , 我们首先要把遥十四火箭准备好 , 然后进入到应急救援的值班状态 。
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一次完成两枚火箭的准备工作 , 这给研制团队带来的不仅仅是工作量成倍的增加 。 长二F火箭从1999年首次发射至今 , 近22年的时间里只进行了14次发射 。 然而 , 根据我国空间站在轨建造及运营阶段任务规划 , 每年至少发射两艘神舟飞船运送航天员进入空间站 , 这就意味着长征二号F火箭未来的发射频率较以往翻了两倍 , 这样的任务安排 , 使得长二F火箭从曾经的“慢工出细活”变为现在“快工也得出细活” 。
【飞船|解密“神箭”:多重设计保障航天员安全 一主一备应对高频次发射】
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航天科技集团一院长征二号F火箭总指挥荆木春:这一次对我们来讲相对是一个比较高密度的发射 。 我们过去可能有些工作反复做 , 那么我们现在就要求一次把事情做对 , 一次把事情做好 。 生产过程中形成批量 , 这样来讲 , 为多发任务和高密度发射创造一个比较好的基础 。
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