方案又遭修改,新一代载人飞船试验船已成功发射,为何还要再变?


方案又遭修改,新一代载人飞船试验船已成功发射,为何还要再变?


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方案又遭修改,新一代载人飞船试验船已成功发射,为何还要再变?


2020年5月5日 , 长征五号B运载火箭首次飞行任务取得圆满成功 。 搭载了新一代载人飞船试验船、柔性充气式货物返回舱试验舱 , 以及10余项实验载荷 。
这也标志着中国已经掌握了新一代载人飞船试验船 , 而中国航天科技集团有限公司董事长吴燕生做的《航天新征程》大课中 , 曝光了我国新一代载人飞船的概念图 。

我们可以看到 , 在外观上已经发生了很明显的变化 , 新载人飞船返回舱直径增加至5米 , 返回舱部分不用整流罩直接与逃逸塔连接 。

新一代载人飞船试验船已成功发射 , 方案又遭修改 , 为何还要再变?
新一代载人飞船原设计方案新一代载人飞船是两舱结构 , 由返回舱和服务舱两部分组成 。 其中返回舱为乘员仓和控制仓 , 服务舱提供动力和能源 。
在原先的设计中 , 新一代载人飞船采用全新的钝头体构型 身高近9米 , 最宽处约4.5米 , 体重超过20吨 , 每次可运送6-7名航天员 。

相比神舟飞船返回舱 新一代载人飞船返回舱具有更大的升阻比. 其中返回舱由密封舱与非密封舱组成 按照人、设备分区布局 密封舱内只安装航天员相关设备 其他设备安装在非 密封舱中 提高航天员舒适度; 设备考虑进行赋形设 计 有效利用安装空间. 密封舱金属结构使用高强度新 型金属材料 非密封舱外层为可拆卸防热结构 由新型轻质 、耐烧蚀碳基防热材料生产制造而成 要知道新一代载人飞船如果从月球或更远的深空返回时 , 再入速度将达到第二宇宙速度(即每秒11-12公里) , 将面临比神舟飞船更高的热流 , 返回舱表面温度将接近3000摄氏度 , 其承受高温的时间也更长 。 在如此高的温度下普通的材料是无法承受的 , 比如说铁(合金)在1300多摄氏度的情况下 , 就会被熔化 , 所以合适的防热材料就很重要 。

返回舱头部安装 可展收头罩 舱内安装全向整体缓冲隔振系统等机构 提升航天员发射再入过程舒适性. 返回舱按具备可重 复使用能力进行设计 。
之前的新一代载人飞船试验船还是采用了传统的整流罩包络方式 , 这样就限置了新一代载人飞船的直径 , 只能达到4.5米 , 这样航天员内部空间就没办法进一步扩容 。

方案主要改变在哪儿而在方案改变之后的新一代载人飞船 , 将和龙飞船一样 , 不再采用整流罩 , 当然 , 没有整流罩的又需要复用的载人飞船 , 对接口保护罩就是必须的 。 “龙”飞船在配备了对接口保护罩的情况下 , 就可以在飞船起飞阶段和返回阶段保护对接机构免受大气烧蚀 , 使其保持安全可靠的状态 , 进而实现重复使用 。
不过我们和龙飞船还是不同 , 龙飞船连逃逸塔都没有 , 是采用的发动机逃逸 , 而中国新一代载人飞船依然采用的是逃逸塔模式 。
目前载人航天任务逃逸方案主要分为两类: 一是逃逸塔方案 仅在火箭故障逃逸时使用 如美国的土星运载火箭和SLS运载火箭 、俄罗斯的联盟号运载火 箭、中国的长征2F运载火箭;

二是飞船自逃逸方案 可兼顾火箭故障和正常飞行时使用 如美国的载人龙飞 船和星际航线飞船. 逃逸塔方案的优点是逃逸覆盖时段更长 可有效降低故障对航天员安全的影响 且飞船 与火箭系统间接口简单 正常飞行和逃逸飞行过程分 离环节少 可靠性更高; 缺点是飞船重量代价较高 。
中国在逃逸塔相关技术的研究上已经很成熟 , 但是发动机逃逸技术还需通过详细比较论证 , 载人航天是一项高可靠性、高安全的任务 , 所以中国还是采用了逃逸塔 。

为什么要进行这样的改变呢?因为这样 , 内部空间就可以变大了 , 这样的改变可以让新一代载人飞船内部空间达到惊人的13平方 , 作为对比 , 美国的猎户座飞船返回舱发射重量10.4吨 , 大底直径5米 , 高3.3米 , 内部空间不到9平方 , 龙飞船内部空间也才9平方 , 虽然宣称可以坐7人 , 但最多仅搭载4人 。

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