昨晚,长二F火箭成功运送神九飞船至太空,执行中国首次载人交会对接任务。因为涉及航天员的生命安全,发射“神九”的改进型长二F运载火箭上的逃逸系统显得尤为重要。一旦火箭发射出现意外情况,它可以带走飞船,帮助航天员逃离危险区。据新华社
给航天员上“双保险”
位于飞船顶部的逃逸塔,塔高8米,从远处看好似火箭上的避雷针,被誉为是保障航天员安全的“生命之塔”。当前,逃逸塔的最核心部分——动力装置由四院研制,动力装置由1台逃逸主发动机、1台分离发动机、4台偏航俯仰发动机、4台高空逃逸发动机组成。
据四院41所逃逸固体发动机主任设计师陈红斌介绍,火箭发射后120秒内(即高度在0~39km范围内),一旦发生意外情况,逃逸系统的主发动机将点火工作,其高达70余吨的推力,能在3秒钟内把飞船“拽”到1500米开外,帮助航天员瞬间逃生。
“如果火箭飞行顺利,那么逃逸塔将与火箭分离,这个时候分离发动机和两台偏航俯仰发动机开始工作,执行抛塔任务。”陈红斌解释。那如果在抛塔后、星箭分离前再有危险怎么办?“那就得高空逃逸发动机‘挺身而出’了。”陈红斌指出,火箭在发射后120秒~200秒(即高度在39~110km范围内),倘若再遇不测,4台高空逃逸发动机将同时点火工作,带航天员脱离险境。由此可见,10台发动机可谓在火箭发射飞行阶段为航天员上了“双保险”。
同样,在执行逃逸任务时,航天人同样是上了“双保险”。在此次任务中,除了地面自动启动逃逸模式,航天员也可以手动启动逃逸模式。
可靠性最高可达99.99%
“人命关天,所以在宇航发射任务中,逃逸系统是可靠性要求最高的分系统,而且技术状态相对固定。”四院逃逸固体发动机总设计师史宏斌介绍。
四院逃逸固体发动机总指挥余海林透露,为圆满完成神八、神九、神十与天宫一号的三次交会对接任务,该院一共批量生产了6套发动机,“这样既有利于我们选择产品,也能更好地保证质量。而且,6套产品都是按‘载人的标准’去研制的。”
作为逃逸系统中最主要、也是最重要的一部分,逃逸发动机的安全可靠性极高。一般来说,常规的固体发动机的安全可靠性指标是99%,但陈红斌告诉记者,逃逸固体发动机对可靠性有着更高的要求,指标经过分解后,包括分离发动机在内的某些发动机的安全可靠性指标甚至要达到99.99%。
“99.99%意味着一万次只能有一次失误,但即使是这样,我们还要不断改进,确保交付出去的产品不带任何隐患,让研制队伍和航天员放心。”陈红斌说。
据了解,逃逸固体发动机的关键部件材料,特别是某部件绝热材料均使用了国产新型高性能材料,从而让整个逃逸系统实现了百分之百的国产化。