載人航太故事:航太員曾經“難以承受的”26秒一去不返[圖]

發佈時間: 2021-10-16 01:14:55 | 來源: 中國網 | 作者: 楊佳 | 責任編輯: 董寧

    中國網酒泉10月16日訊(記者 楊佳 通訊員 王瑩)“痛苦的感覺越來越強烈,五臟六腑似乎都要碎了。我幾乎難以承受,覺得自己快不行了。”楊利偉曾經在《太空一日》一文中回憶稱。
    楊利偉經歷的“難以承受的”26秒産生的源頭是共振,這曾是一個世界級的航太發射難題,不僅我國研製的火箭有這個問題,國外的火箭也有。
    早在20世紀60年代,美國大力神火箭在發射過程中,就曾經出現過持續30秒的振動。法國的火箭也曾經出現過類似的問題,衛星壽命受到了影響。
    如何讓中國航太員不再承受這樣的痛苦和消除火箭飛行失敗的隱患,抓總研製的長征二號F遙十三運載火箭的中國運載火箭技術研究院(簡稱“火箭院”)決心要解決這一世界級難題。
    要解決問題,就要先知道問題根源是什麼。火箭院所屬北京強度環境研究所試驗人員經過測算、分析後認為,“病根”可能出在氧化劑上。當氧化劑中燃料的振動頻率和火箭結構的振動頻率接近的時候,很可能會發生結構與液體耦合的發散振動。
在理論分析後,該所試驗人員隨之進行全箭模態試驗和氧化劑管路液體特性試驗。試驗時,試驗人員先向一個燃料管裏注入燃料,然後給燃料管載入不同頻率的振動,觀察燃料的振動頻率。如果試驗室數據與全箭模態試驗數據相吻合,就能證明試驗人員的推斷是正確的。
    經過半年多的調查、分析、計算等,試驗人員最終得出結論:問題就出在火箭産生了POGO振動。這一結論印證了他們之前的推測。
    在找到問題根源之後,火箭院研製團隊進行了改進,原本長征二號F遙五運載火箭的助推器蓄壓器上裝有兩個膜盒,到了長征二號F遙六運載火箭時,膜盒減少至一個。這種改進成效明顯:長征二號F遙六運載火箭發射“神舟六號”飛船時,振動量級和振動時間都減小了,航太員的反映是振動輕多了。
    “輕多了”意味著研究方向是對的,可問題並未完全解決。研製團隊繼續優化設計,將助推器蓄壓器改成了“變能量蓄壓器”,在不同飛行時段採用不同PV值的蓄壓器,該裝置能夠吸收燃料振動時産生的能量,改變燃料的振動頻率,火箭就不再産生POGO振動。
    長征二號F遙七運載火箭發射 “神舟七號”後,航太員聶海勝的反饋是:“我們乘坐的火箭非常舒適,幾乎感覺不到振動。” 一句話意味著火箭院已經攻克了共振的難題。

    北京時間2021年10月16日0時23分,搭載神舟十三號載人飛船的長征二號F遙十三運載火箭,在酒泉衛星發射中心點火發射取得圓滿成功。中國網記者 楊佳 攝影

    如今,長征二號F遙十三運載火箭成功發射神舟十三號飛船,中國空間站迎來第二批航太員乘組,三名航太員在升空時神態放鬆。這樣的問題已經不在困擾我國的火箭發射。
    載人航太,人命關天。航太員在飛向太空時的生命安全與火箭密切相關,這背後是火箭院人對火箭的高要求、高標準。面對難題、挑戰,火箭院人不斷突破自我,交出了一份份令人滿意的答卷。

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