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标题: 中国逃逸火箭多喷管高压喷流技术国际先进 [打印本页]

作者: 孤舟独帆 时间: 2005-10-20 08:27 标题: 中国逃逸火箭多喷管高压喷流技术国际先进

神舟飞船返回舱正在高速风洞试验。余江黄坤周海鹏摄
　　你是否知道，“神六”问世之前，都要在一个个特殊的空气动力试验设备中经受一番“八卦炉”的历练。在这个“炉”中，没有熊熊烈焰，却有雷霆万钧般的巨风。各类新研制的飞行器上天之前，其仿真模型都要在这里接受滚滚风暴的洗礼。
　　这，就是研制航天航空飞行器的“摇篮”———风洞。
　　空气动力研究基地是我国规模最大、综合能力最强的空气动力研究、试验、开发机构，拥有性能配套的亚洲最大风洞群，规模和能力仅次于美国和俄罗斯。1992年初，党中央、国务院和中央军委决定实施我国载人航天工程，并将飞船的选型、定型和防热、测力等数十项相关试验技术的研究任务交给了该基地。
　　

　　数据铺就航天路
　　飞行器空气动力学是研究飞行器在空气中运动时与空气相互作用的科学。一切飞行器在空中飞行，无一例外地要受到空气动力的作用，因此研究计算空气动力学在飞行器研制中的作用是设计一切飞行器的内在依据。
　　神舟飞船研制过程中所需的气动力和气动热数据，主要都是依靠地面风洞试验和计算空气动力学这两个手段获得。这些数据，涵盖了神舟飞船由高超音速再入大气层到返回着陆到指定地点的整个飞行走廊所需的气动力和气动热数据。
　　航天员在太空对外观测的返回舱窗口区域是热防护设计的难点，窗口区域是由多种防热材料组成的，包括低密度防热材料、高密度防热材料、石英玻璃、铝合金等。
　　用计算空气动力学手段给出各典型代表点处的温度分布，是神舟飞船研制中的重要一环。这些数据，既是风洞试验数据分析的理论基础，又是补充风洞试验不能模拟真实飞行条件的主要依据。在空气动力研究基地广大科研人员的不懈努力下，通过气动参数辨识给出了返回舱在真实飞行条件下的气动力特性，为神舟飞船改进设计和飞行试验提出了建设性意见。
　　由于提供的气动力和气动热数据合理，给出的误差带准确可靠，这才确保了神舟号飞船气动布局合理，强度结构和热防护设计可靠，控制系统工作正常，使飞船按预定飞行走廊安全稳定返回指定落点。
　　为“神舟”助飞
　　那年下半年，“神舟”飞船返回舱防热试验任务下达到空气动力研究基地某研究所。由于国内尚无此量级的电弧加热器，许多人都望而却步。
　　陈德江，一个在电弧加热器与高超音速飞行器防热之途上默默攀登了十余年的新一代气动人，主动请缨。
　　在陈德江从事电弧加热器的研制过程中，有长期困扰其研制进展的拦路虎———缩弧。只要它一出现，电加就根本无法正常运行。面对这种情况，他打破传统的电加运行方式，通过改进其气流分配比例，改进加热器结构等一系列技术措施，成功地解决了“缩弧”问题。这说起来只是几句话，做起来却是非常复杂，不仅要实施的方案多，而且试验的次数更多。由于电加运行的特殊性，所有的试验都必须在晚上进行，陈德江和其他同志一道不知度过了多少个不眠之夜，有时接连几个星期不能休息。心血终归没白费，他根据这项试验撰写的论文参加了首次“高超音速技术研讨会”，受到与会专家的一致好评。
　　在陈德江为“神舟”助飞的科研道路上取得节节胜利的时候，没想到另一只拦路虎———片间窜弧，又横在了他的面前，但通过数百次试验，进行周密的计算分析和反复论证，终于迎刃而解。这一问题的解决，不仅解决了飞船返回舱防热试验的燃眉之急，而且为研制生产同类电弧加热器设备积累了丰富调试运行经验。该项技术获原国防科工委科技进步一等奖。

　　为了航天员的安全
　　参与飞船逃逸火箭喷流试验技术研究的中国十大女杰、我国唯一的女喷流专家、空气动力研究基地研究员刘长秀的成果没有被用上。
　　逃逸火箭喷流试验技术研究是为满足载人航天工程试验需要提出的，逃逸飞行器在运载火箭发射和主动段飞行过程中使用，其功能是保障指挥舱和宇航员的安全。如果运载火箭在发射和主动段飞行过程中出现故障，逃逸飞行器将自动脱开运载火箭，在自身推力的作用下，携带指挥舱和航天员安全着陆，起到逃逸救生的作用。
　　然而，逃逸飞行器头部多喷管高压喷流试验技术在我国是个空白，国际上仅美、俄两航天大国具有相应试验能力，怎么办？刘长秀挂帅成立了攻关课题组。
　　喷流试验是一项危险性很大的工作，从喷管里喷出的发动机气流压力高达20个大气压，噪音高达130分贝，用棉花和耳罩也难挡噪声。为了获取数据，刘长秀在这种危险而高噪音的环境中十天半个月地调试，有一次铜管被高压涨破，断裂的管片在厂房里飞旋，尘埃四起，窗户的玻璃被打碎，幸好她站在模型后，躲过了一劫……
　　经过6年的努力，刘长秀和她的课题组终于找到了气流的喷流规律，为我国载人航天工程提供了准确可靠的风洞试验数据，使逃逸火箭多喷管高压喷流试验技术顺利通过专家组鉴定，被认为研究成果处于国内领先并达到同类技术国际先进水平，可刘长秀却落下了长期耳鸣的毛病……

　　相关链接：
　　空气动力研究，是依据运动的相对性原理,将试验模型或实物固定在地面人工环境中,人为制造气流流过,以此模拟其在空气中的各种复杂飞行状态,获取试验数据并对其进行科学研究。

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