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1.“神舟”號飛船的應急救生的任務和功能
“神舟”號飛船的應急救生的任務是:在載人飛船飛行任務中,從航太員進艙,經發射入軌、在軌運行、返回著陸至航太員出艙為止,一旦發生危及航太員安全的險情時,實施應急救生程式和措施,保障航太員安全。
“神舟”號飛船應急救生的功能包括以下6個方面:
(1)待發射段的應急撤離和逃逸救生;
(2)發射段大氣層內應急救生;
(3)發射段大氣層外應急救生;
(4)軌道運行段應急救生;
(5)返回段應急救生;
(6)著陸後應急救生。
2. 待發射段的應急撤離和逃逸救生
待發射段的應急撤離是指從發射前航太員進艙起至火箭起飛前為止,一旦出現致命性故障通過對航太員的應急撤離,保障航太員的安全。應急撤離的一般程式如下:航太員先打開返回艙的艙門,按預定順序出返回艙、進入軌道艙,打開軌道艙壓力平衡閥,打開軌道艙艙門,航太員出軌道艙艙門和整流罩艙門,到達逃逸滑道口(或電梯口),航太員使用逃逸滑道(或電梯)到達地下掩體,完成航太員的應急撤離。上述撤離程式需由塔上工作人員配合完成。
待發射段的逃逸救生是指發射前30分鐘起至起飛前具備逃逸救生條件的救生,又稱作零高度逃逸救生或發射臺應急救生。這一階段的救生方案與發射段大氣層內救生模式Ⅰ的方案相同。
3. 發射段的應急救生
發射段大氣層內應急救生是指從火箭起飛起至運載火箭拋整流罩為止期間一旦出現應急情況下採用逃逸飛行器方式的逃逸和救生。長征二號運載火箭-神舟號飛船的逃逸飛行器的組成如下圖所示。
有塔逃逸飛行器由逃逸塔、上部整流罩、高空逃逸發動機、高空分離發動機、柵格翼、上下支撐支構、滅火裝置和飛船的軌道艙和返回艙組成。而逃逸塔又由逃逸主發動機、控制發動機、分離發動機、配重等組成。無塔逃逸飛行器的組成除了不包含逃逸塔外,其餘與有塔逃逸飛行器相同。
長征二號F運載火箭正常飛行情況下,在起飛後120s將逃逸塔拋掉,在起飛後約200s將整流罩分離掉,飛船暴露在發射段的大氣層外。因此,飛船的發射段應急救生可以分為“低中高空大氣層內有塔逃逸”、“大氣層內高空無塔逃逸”和“大氣層外應急救生”三大類。
4. 運行段的應急救生
運行段當飛船出現致命性故障時可以提前返回或推遲返回。例如,當出現電源分系統的故障(如兩個推進艙太陽電池陣均未展開),可以提前到第2圈返回,當出現第一次調姿故障時可以中止飛船返回程式,實施推遲一天或兩天的返回。當飛船制導、導航和控制分系統在運行段出現導航故障或出現不適於升力控制式的應急返回時,可以採用彈道式返回。
彈道式返回比升力控制式返回簡單,但彈道式返回的再入過載較大,其最大峰值約為8∼9g,同時著陸點的散佈也較大,航向最大偏差為±170km,橫向最大偏差為±30km。
“神舟”號飛船在軌道運行期間發生緊急的致命性故障時可以採用自主應急返回的方式實施救生。自主應急返回是指運行段飛船自主應急返回,即在飛船的運行段一旦出現需在6小時內應急返回的情況,可由航太員根據儀錶顯示自主決定返回,並通過操縱儀錶鍵選擇應急返回方案(包括第幾圈返回,著陸在哪個著陸區)和實施所選擇的應急返回方案。自主應急返回時採用前彈道式返回方案。自主應急返回的著陸區在國內外共有10個。
5. 返回段的應急救生
在飛船的返回段存在著發生致命性故障的可能性。一旦出現故障必須採取相應的對策以保障航太員的安全。返回段各個環節的故障模式及時對策如下:
飛船不能建立制動姿態
正常情況下應由飛船的慣性導航系統建立飛船姿態,一旦慣性導航系統失靈,則航太員可由光學系統(光學瞄準鏡和弦窗)獲取飛船的姿態角,通過操縱姿態控制手柄建立起飛船的制動姿態,以保證飛船在正常返回圈或推遲一天或兩天以彈道式返回方式返回地面。
飛船變軌發動機工作不正常
正常情況下,由一組變軌發動機提供返回制動推力。變軌發動機的故障為點不著火、關不了機和中途熄火。
在一組變軌發動機故障下,關閉並啟用另一組發動機。在兩組均發生故障的情況下可用8臺推力各為150N的發動機制動返回。
返回段預定時間分離密封板未分離
分離密封板是連接返回艙與推進艙的氣體管路、液體管路和電路的可與返回艙連接或分離的一塊密封板。在正常情況下,按時間程式在返回至約140km高度時,分離密封板分離,同時,由航太員通過手控鍵盤操作,發送分離密封板分離指令。
主份傘由彈傘艙蓋至開主傘不正常
從主份傘彈傘艙蓋起至開主傘為止,其間若出現故障,如傘艙蓋未彈開或主傘未打開,則回收著陸分系統將主份傘的傘分離掉並切換至備分傘工作。
大底未拋掉或座椅未提升
若返回艙防熱大底未拋掉,則著陸反推發動機不工作,這種情況下靠座椅提升實現航太員著陸時的減震。同時,由航太員按下座椅提升鍵;或仍無效,只要拋大底和著陸反推發動機正常工作,則仍能使航太員獲救。
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