用最高標準研製 開發人員卻希望這套系統“永無用武之地”

發佈時間: 2022-11-30 00:01:25 | 來源: 中國網 | 作者: 王徵 陳建民 | 責任編輯: 楊佳



在所有航太發射場,有一個總是打起十二萬分精神工作,卻絕不想大出風頭的設備,它就是火箭發射安全的“保衛官”——安控系統。

説它必須打起十二萬分精神工作,那是因為它的可靠性可是關係到航太員生命安全的大事兒,因此,它也是設計師最“費心”的孩子,它的誕生都要經過上萬次的模擬測試和演練,就為確保火箭發射的萬無一失。

就是這樣一個自出生就凝聚萬千心血的設備,可所有設計師卻最不希望發射過程中它能被使用。

這又是為什麼呢?

因為這個設備一旦被使用,就標誌著此次發射任務失敗。以局部成功換來整體的失敗,當然不是聰明人的選擇。

大家是不是對這個既不可或缺又從不被起用的矛盾體大感興趣了?現在就來揭開安控系統的神秘面紗。

説到安控系統,先給大家科普一下它使用的場合——火箭。大家都知道,火箭是依靠燃料的燃燒飛行的,我們過年點燃的炮竹如二踢腳、竄天猴就是最簡單的火箭。火箭的作用就類似各類武器的“轎子”,比如我們熟知的導彈就是將炸彈用火箭帶到遠處目的地的武器;衛星和飛船,乃至空間站也是用火箭攜帶發送上天,並達到第一宇宙速度(7.9千米/秒)的。

要帶那麼多“重量級”的“乘客”上天,要求火箭所攜帶燃料的威力要相當大,其發射瞬間所産生的溫度超過3300攝氏度,足以融化地球上所有的金屬。看過衛星發射直播的朋友可能注意到,在火箭發射架的下方有一個寬20米、長110米、深度約24米的導流槽,發射前裏面盛滿了幾百噸的水,在點火後2秒內會一下子被蒸發,就是為了防止發射瞬間所産生的高溫對發射架産生危害。

正常情況下,火箭發射過程是精確可控的。但是如果火箭發射異常,飛行彈道偏離了預定軌道,就有可能威脅發射場區和航區的試驗設施,甚至威脅到發射過程所經過的城市安全,將會給人民的生命財産帶來無法估量的損失。因此,為了避免這種情況的發生,聰明的科學家就研製了安全遙控系統,簡稱安控系統。

簡而言之,安控系統工作的基本原則就是既要確保不能誤炸正常飛行的火箭,又不能漏炸飛行異常的火箭。它會提前明確需要保護的區域、安控管道等,再根據火箭偏離軌道的多少,選擇在一個安全區域將火箭炸毀,從而保證人民的生命財産安全。


長征二號F遙十三運載火箭  中國網 楊佳 攝影

值得一提的是,在載人航太任務時,安控系統還承載了新的使命——逃逸。載人飛行不是攜帶冷冰冰的彈頭,而是護送著活生生的航太員。所以,安控系統不再是簡單的炸毀,而是安全逃逸。有心的朋友可能注意過,在載人飛行任務中,火箭的頂部有一個細長的針狀物,仔細看,其實是一個小火箭,它就是載人航太特有的逃逸火箭,一旦任務出現異常,安控系統會第一時間啟動逃逸火箭,將航太員連同“安全座椅”帶離發射軌道,飛到安全地區,再啟動降落傘安全著陸,等確保航太員安全後,再啟動安控命令,將火箭指揮到預定位置進行銷毀。

這麼一款極端重要又對可靠性要求極高的設備,它的誕生之路,註定滿飽艱辛。

正常的衛星飛行,需要一套遙控、遙測設備,其中的遙控設備就是地面發射機通過無線電信號給衛星發送遙控命令,衛星上的遙控接收機收到這個信號,然後解析這些信號,得到對衛星的各種操作指令。安控系統其實就是一個特殊的遙控系統,它除了能完成常規的遙控命令外,最大特點就是可以可靠地工作在相對惡劣的電磁環境中。

惡劣的電磁環境,大家可能沒有概念,我舉一個常見的例子,比如在辦公室裏的兩個人談話,不需要多大音量,對方也能聽得清;安靜的教室裏,老師不一定大聲講話,後排的同學也能聽見,這都有一個“安靜”作為前提。現代的無線電通信,佔用了越來越多的頻率資源,每一套無線電系統都限制在各自的頻率範圍內,相當於在嘈雜的教室中,每個人面對面講各自的話。

而安控系統除了要在這種電磁環境下正常工作,還要考慮各種異常情況,包括電磁環境異常情況,這就要求其性能比正常測控通信系統要更加優越,所以技術難度相當大,中國電科網路通信研究院研究院承擔了這個系統的研製任務。

為成功研發我國目前標準最高、可靠性指標最嚴格的設備,在設備研製過程中,我們必須嚴格重視每一個細節,經過萬遍演練推演,做到萬遍不錯一次。當然這個過程也是充滿“煉獄”的感覺,荒漠戈壁、草房地鋪、通宵達旦,我們的技術人員毫無怨言,只為追求設備萬無一失。

據安控系統總設計師高京龍介紹,在本次載人飛船任務中多套地面安控系統、地面逃逸安控系統、車載逃逸安控系統和車載機動統一測控系統等一同參與執行關鍵弧段的安控、測控、逃逸任務。

高京龍表示,安控系統為航太員生命安全和航太安全發射繫上“萬無一失”的“保險繩”,為了系統的安全可靠,技術人員付出了極大心血,但我們最大的願望還是“安控系統永無用武之地”,就這麼一直做幕後英雄也挺好。

文/王徵 陳建民


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