系统安全指标提高 舱体密封合格率100%

航天科技四院全程为“神舟”护航

2016年10月17日14:35  来源:人民网
 

人民网10月17日西安电(记者龚仕建) 2016年10月17日,举世瞩目的“神舟”十一号载人航天飞船发射升空,中国载人航天又将攀升到一个新的高度。神舟十一号是载人航天飞行器在轨运行时间最长的一次任务,拟在轨飞行三十天,对航天员的心理状态是一次更严酷的考验,航天科技四院承担了被誉为航天员“生命之塔”的火箭逃逸救生系统动力装置、“天宫”和“神舟”全套结构密封系统产品的研制生产任务,分别应用于飞船和火箭系统,全程为“神舟”护航,让驻守在"太空家园"30天之久的航天员安心工作、放心巡天。

逃逸系统使火箭的安全性指标提高。在发射“神舟”飞船的长征二号F火箭顶部安装的逃逸系统是为了确保飞船发射阶段航天员生命安全的保障系统。在运载火箭发射升空过程中,一旦发生危及航天员生命安全的故障,逃逸系统能够迅速将载有航天员的飞船舱体带离危险区域,帮助航天员瞬间逃生,因此被誉为航天员的“生命之塔”,也被形象地称为火箭上的“救生艇”。

运载火箭发射是航天员登上天梯的重要一步,也是危险性较大的一个环节。解决火箭发射故障逃逸救生技术,成为一项受到世界关注的难题。作为重要的关键环节,载人航天逃逸技术更是受到国外的重重封锁,成为整个火箭系统惟一从零开始的一项全新技术。航天科技四院凭借雄厚的技术、人才实力以及前期成功的演示试验,争取到了逃逸系统全部4个型号10种固体发动机的研制重任。整个研制阶段,研究院先后攻克了10多项技术难关,累计进行数十发地面试车。这些技术均属国内首创并达到国际先进水平。中国首个逃逸塔成功挑战零高度逃逸试验,更是引来了外国同行的称赞。

逃逸系统固体火箭发动机具有瞬间产生巨大推力的特点,一旦火箭在发射升空阶段出现重大故障,它会按指令点火工作,在2秒左右的时间内将载有航天员的舱体带到2~3千米以外的安全地带。逃逸系统由低空和高空两组发动机组成,分别承担从火箭起飞前30分钟到起飞后120秒,起飞后120~200秒左右两个时间空间段内的救生任务。若火箭发射一切顺利,120秒后低空逃逸发动机组按指令点火,逃逸塔自行与箭体分离;火箭飞行200秒左右,安装在飞船整流罩上的高空逃逸发动机机组与整流罩一道与箭船分离。至此,四院逃逸系统飞船发射阶段的护航使命完成。

四院始终把每一次产品都当做第一次来做,严慎细实的工作作风体现在每一个产品和部件上,神舟十一逃逸发动机产品技术状态延续了以往的成熟技术,生产中新增了多项设备,工艺技术也更是严上加严,确保上天的产品零缺陷,为航天员吃下一颗“定心丸”。

从“神舟”一号到“神舟”十号,航天科技四院提供的逃逸系统发动机已经伴随着长征二号F火箭完成了多次完美飞行,均圆满完成了任务。由于增加了逃逸系统,“长征”二号F火箭的航天员安全性指标由0.97提高到了0.997,达到国际先进水平。

舱体密封件一次交检合格率均为100%。在载人航天工程中,四院还承担了飞船和“天宫二号”密封件的研制生产任务。舱体密封件是航天器结构密封的关键部件,起着隔离空间站与外层空间、支撑航天员安全独立的生存环境的重要作用。

在外太空环境下,密封性能是飞行器的关键。密封件是航天飞船、空间站等舱体结构密封的关键部件,主要用于舱体之间的衔接,如旋窗和舱门,对隔离舱体与外层空间、支撑宇航员安全独立的生存环境具有十分重要的作用。由于外太空的复杂环境,要求密封件在高真空、高低温交变、紫外辐照、带电粒子辐照和原子氧侵蚀、组分容易挥发等特殊环境下使用不产生降解、老化和龟裂等,始终保持可靠的密封性能。另外,由于舱内载人环境的特殊要求,密封材料还必需具有极低的挥发性且无毒、无污染。

与以往飞船密封件相比,“天宫二号”作为中国第一个真正意义上的空间实验室,它的系列密封件留轨运行时间更长,产品规格更多,安全性、稳定性要求更高。航天员将在“天宫二号”中开展人在太空中期驻留实验,必须保证舱内压力、温度、湿度、气体成分等航天员生存条件。其密封件除要求密封性能安全可靠外,还要求材料安全无毒,能经受住-70到200℃高低温交变等各种空间复杂环境的长期考验,可安全使用30年。

四院研制人员先后克服了原材料选材、工艺成型等众多难关,研制出完全国产、无毒无害的原材料,解决了各试件的模具成型难题,并最终为其量身打造了具有“高性能、高可靠性、高安全性”的密封件产品。经过试生产,密封件尺寸精度完全满足要求,尺寸超差范围不超过0.01毫米,相当于头发丝的1/5。为了确保产品质量可靠,所选用的每种材料都经过了近百次的试验验证,确保了其安全性能。生产的高性能密封样件,进行了多种空间综合环境试验,各项性能满足设计要求,达到国际同类产品水平。

自1999年神舟载人飞船飞行以来,四院已为飞船总体单位提供了10多套、万余件大小各类密封件,产品一次交检合格率均为100%。

此外,四院承担了神七“飞天号”舱外航天服橡胶件、“天宫”舱体密封件、“玉兔”月球车防尘密封圈及“神九”航天员医监生化检测组件等技术和产品的研制生产任务,涉及到火箭、飞船、空间实验室和航天员四大系统。

参与载人航天工程是固体动力技术在宇航领域中的应用典范,面对未来激烈的太空竞争以及国民经济和空间技术的需要,四院大力发展我国快速进入空间的小型固体运载火箭及深空探测大型固体助推火箭,不断提高我国固体火箭的发展水平,拓展固体动力技术的应用领域。

(责编:汤诗瑶、林露)

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