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神舟五号外壳设计原理_神舟五号外壳设计原理图

发布时间:2023-03-21 12:58:53 作者:定制工业设计网 0

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神舟五号外壳设计原理_神舟五号外壳设计原理图

一、关于火箭的资料,什么都行

火箭是以热气流高速向后喷出,利用产生的反作用力向前运动的喷气推进装置。它自身携带燃烧剂与氧化剂,不依赖空气中的氧助燃,既可在大气中,又可在外层空间飞行。火箭在飞行过程中随着火箭推进剂的消耗,其质量不断减小,是变质量飞行体。现代火箭可用作快速远距离运送工具,如作为探空、发射人造卫星、载人飞船、空间站的运载工具,以及其他飞行器的助推器等。如用于投送作战用的战斗部(弹头),便构成火箭武器。其中可以制导的称为导弹,无制导的称为火箭弹。
火箭是目前唯一能使物体达到宇宙速度,克服或摆脱地球引力,进入宇宙空间的运载工具。火箭的速度是由火箭发动机工作获得的。早在1903年齐奥尔科夫斯基就推导出单级火箭的理想速度公式V=ωLnMo/Mk被称为齐奥尔科夫斯基公式。ω为发动机的喷气速度、Mo和Mk。分别是火箭的初始质量和发动机熄火(推进剂用完)时的质量。Mo/Mk被称为火箭的质量比。
由这个公式可知,火箭的速度与发动机的喷气速度成正比,同时随火箭的质量比增大而增大。即使使用性能最好液氢液氧推进剂,发动机的喷气速度也只能达到4.3~4.4公里/秒。因此,单级火箭不可能把物体送入太空轨道,必须采用多级火箭,以接力的方式将航天器送入太空轨道。
火箭用于运载航天器叫航天运载火箭,用于运载军用炸弹叫火箭武器(无控制)或导弹(有控制)。航天运载火箭一般由动力系统、控制系统和结构系统组成,有的还加遥测、安全自毁和其他附加系统。
多级火箭各级之间的联接方式,有串联、并联和串并联几种。串联就是把几枚单级火箭串联在一条直线上;并联就是把一枚较大的单级火箭放在中间,叫芯级,在它的周围捆绑多枚较小的火箭,一般叫助推火箭或助推器,即助推级;串并联式多级火箭的芯级也是一枚多级火箭。
多级火箭各级之间、火箭和有效载荷及整流罩之间,通过连接一分离机构(常简称为分离机构)实现连接和分离。分离机构由爆炸螺栓(或爆炸索)和弹射装置(或小火箭)组成。平时,它们由爆炸螺栓或爆炸索连成一个整体;分离时,爆炸螺栓或爆炸索爆炸,使连接解锁,然后由弹射装置或小火箭将两部分分开,也有借助前面一级火箭发动机启动后的强大射流分开的。
火箭技术是一项十分复杂的综合性技术,主要包括火箭推进技术、总体设计技术、火箭结构技术、控制和制导技术、计划管理技术、可靠性和质量控制技术、试验技术,对导弹来说还有弹头制导和控制、突防、再入防热、核加固和小型化等弹头技术。
编辑本段【历史由来】
“火箭”一词根据古书记载,最早出现在公元3世纪的三国时代,距今已有1700多年的历史了。当时在敌我双方的交战中,人们把一种头部带有易燃物、点燃后射向敌方、飞行时带火的箭叫做火箭。这是一种用来火攻的武器,实质上只不过是一种带“火”的箭,在含义上与我们现在所称的火箭相差甚远。唐代发明火药之后,到了宋代,人们把装有火药的筒绑在箭杆上,或在箭杆内装上火药,点燃引火线后射出去,箭在飞行中借助火药燃烧向后喷火所产生的反作用力使箭飞得更远,人们又把这种喷火的箭叫做火箭。这种向后喷火、利用反作用力助推的箭,已具有现代火箭的雏形,可以称之为原始的固体火箭。
火箭是以热气流高速向后喷出,利用产生的反作用力向前运动的喷气推进装置。通常火箭一词也包括导弹、航天器,甚至烟花焰火。
最常见的火箭燃烧的是固体或液体的化学推进剂。推进剂燃烧产生热气,通过喷口向火箭后部喷出气流。火箭自带燃料和氧化剂,而其他各种喷气发动机仅须携带燃料,燃料燃烧所须的氧取自空气中。所以,火箭可以在地球大气层以外使用,而其他喷气发动机不能。火箭发射时产生巨大的推力使火箭在很短的时间内广东会升入高空,随着燃料不断减少,火箭自身质量逐渐减小,在与地球距离增大的同时,质量和重力影响不断下降,火箭速度也因此越来越快。
“土星”5号火箭启程登月时,5台发动机每秒钟消耗近3吨煤油,它们产生的推力相当于32架波音747的起飞推力。无法确定火箭发明的确切时间。大部分专家认为中国人早在13世纪就研制出了实用的军用火箭。19世纪出现了几项重大技术进步:燃料容器的纸壳改为金属壳,延长了燃烧的持续时间;火药推进剂的配方标准化;制造出发射台;发现了自旋导向原理等等。19世纪末,火箭开始用于非军事目的,如用火箭携带救生索飞向海上遇难船只。19世纪末20世纪初美国科学家戈达德和其他几位专家奠定了现代火箭技术的基础,并发射了第一枚液体燃料火箭。
20世纪70年代,美国研制出全新的火箭动力航天运载工具即航天飞机。它主要分3个部分:机身后部装有3台主发动机的轨道飞行器;装有液氢和液氧推进剂的外挂燃料箱(5分钟后脱落),保证主发动机工作;装有2台可分离的固体燃料火箭发动机(2分钟后脱落),它们与轨道飞行器主发动机同时启动,提供初始升空阶段的推力。1981年4月12日,人类第一架航天飞机“哥伦比亚”号发射升空。
中国古代火箭技术传到欧洲之后,经改进,火箭曾被列为军队的装备。早期的火箭射程近、落点散布大,以后被火炮代替。第一次世界大战后,随着科学技术的不断进步,火箭武器得到广东会发展,并在第二次世界大战中发挥了广东会。
19世纪80年代,瑞典工程师拉瓦尔发明了拉瓦尔喷管,使火箭发动机的设计日臻完善。19世纪末20世纪初,液体火箭技术开始兴起。1903年,俄国的К.E.齐奥尔科夫斯基提出了制造大型液体火箭的设想和设计原理。1926年,3月16日美国的火箭专家、物理学家R. H. 戈达德试飞了第一枚无控液体火箭。 1944年,德国首次将有控的、用液体火箭发动机推进的V—2导弹用于战争。1931年5月,德国科学家赫尔曼·奥伯特领导的宇宙航行协会试验成功了欧洲的第一枚液体火箭。到了1932年,德国军方在参观该协会研制的液体火箭发射试验之后,意识到火箭武器在未来战争中具有的巨大潜力,便开始组织一批科学家和工程技术人员,集中力量秘密研制火箭武器。到40年代初,德国在第二次世界大战中期,先后研制成功了能用于实战的V-1、V-2两种导弹。其中V-1是一种飞航式有翼导弹,采用空气喷气发动机作动力装置;V-2是一种弹道式导弹,采用火箭发动机作动力装置第二次世界大战以后,苏联和美国等相继研制出包括洲际弹道导弹在内的各种火箭武器。
中国于20世纪50年代开始研制新型火箭。1970年 4月24日,用“长征”1号三级运载火箭成功地发射了第一颗人造地球卫星。1975年11月26日,用更大推力的“长征”2号运载火箭发射了可回收的重型卫星。1980年5月18日,向南太平洋海域成功地发射了新型火箭。1982年10月,潜艇水下发射火箭又获成功。1984年4月8日, 用第三级装液氢液氧火箭发动机的 “长征”3号运载火箭成功地发射了地球同步试验通信卫星。1988年9月7日,用“长征”4号运载火箭将气象卫星成功地送入太阳同步轨道。1992年8月14日,新研制的“长征”2号E捆绑式大推力运载火箭又将澳大利亚的奥赛特B1卫星送入预定轨道。这些都表明火箭发源地的中国,在现代火箭技术领域已跨入世界先进行列,并已稳步地进入国际发射服务市场。
在发展现代火箭技术方面,中国的钱学森、美国的冯·布劳恩和苏联的S.P.科罗廖夫齐奥尔科夫斯基等都做出了杰出的贡献。
编辑本段【火箭的故乡在中国】
人们虽然已经利用气球、飞艇、飞机实现了在太空中的飞行,但由于气球、飞艇只能在低空随风飘扬
编辑本段【法规】
国际法规定,发射载具的拥有者的国籍决定了那个国家必须为任何造成的损害负责。因此有些国家要求火箭制造者及发射者遵循特定法令去补偿及保护人员及财产可能受到的影响。
全国政协委员、载人航天火箭系统顾问组组长、“神舟”五号火箭总指挥黄春平表示,“神舟”七号发射时间将推迟半年左右,原定2007年的发射计划将拖后到2008年。与“神舟五号”、“神舟六号”不同,“神舟”七号火箭在研制上的关键点是宇航服和气门闸。因为“神舟”七号将实现太空行走,航天员能否从舱内气压骤然适应真空环境,气门闸和宇航服扮演了重要角色。
编辑本段【飞船简介】
我国将在2008年发射神舟七号载人飞船,届时中国航天员将首次出舱进行太空行走。当前,气闸舱等核心技术难关已被攻克,整船已进入综合测试阶段,用于发射神舟七号飞船的长征二号F火箭预计在2007年12底前完成全箭总装。据悉,“神舟七号”时的太空行走对航天员的考核要求更高。由于航天服内的压力比正常情况下低,有可能会使人体组织内的氮气释放,在血管内形成气栓,导致减压病,甚至危及人的生命。因此航天员在穿好航天服以后,必须在气闸舱内充分吸氧,协助工作的航天员回到内舱(即轨道舱),关闭内舱门,然后气闸舱开始泄压到真空,与飞船外的真空状态保持一致,此时航天员可以出舱活动。而完成舱外任务回到舱内时,还要对航天服进行一定的减压,再对气闸舱充气。
“航天员出舱活动是一项高难度、高风险的活动。”专家介绍,“神舟七号”时的太空行走要求航天员必须在地面做充分的试验和训练,其地面训练一般在一个对比重有一定要求的中性水池里进行。这种水池通常建在大型的试验房里面,把航天器放在水池中,利用水的浮力模拟太空的失重现象,然后航天员在水池里面进行出入舱和舱外操作训练。
中国载人航天工程副总指挥张庆伟表示,未来的神舟七号飞船,不会是神舟六号的简单重复,突破许多关键技术。发射神舟七号飞船的仍然是长征二号F型运载火箭,此前这种火箭已经成功地将六艘神舟飞船送入太空,具有成熟的技术基础。目前新一枚运载火箭元器件的采购与生产已经展开,火箭总设计师荆木春说,这一次他们将采用质量更高的元器件。针对前几发火箭的飞行情况,科研人员还将对这枚火箭进行局部改进,来进一步提高火箭的可靠性。此外,他们还考虑在火箭上增加一些摄像头。
从神舟七号开始,我国进入载人航天二期工程。在这一阶段里,将陆续实现航天员出舱行走、空间交会对接等科学目标。整个二期工程的所有发射任务全部由长二F火箭担任。
【飞船发射报道】
为了让更多的人能通过网络全方位一体化地了解此次发射,飞天热线网站将全程跟踪报道此次神七飞天,让更多的通过网络了解飞天,了解飞天的故乡酒泉。
编辑本段【细节信息】
航天员像开飞机一样驾驶“神七”
中国载人飞船系统总设计师张柏楠告诉记者说,“神六”两名航天员13日先后进行开关舱门、穿脱压力服、穿舱、抽取冷凝水四大项“在轨干扰力”实验,结果表明航天员较大幅度动作对飞船姿态影响微小,飞船姿态保持良好。飞行在太空中的航天员费俊龙获知结果后,第二天就在飞船上连续做了4个前滚翻。张柏楠说,这是航天员自己在游戏,不是事先安排的。此次空间飞行结果表明,从刚升空到准备返回,费俊龙和聂海胜任何时间都能正确发出指令、准确控制各种设备,舱门开关等动作较大的操作也能一次成功。张柏楠介绍说,有了这次实验的基础,“神七”将安排航天员“像驾驶飞机一样驾驶飞船”!
“神七”航天员准备展开太空行走
戚发轫院士认为,人上天不是旅游,是完成对空间环境的研究、开发、利用。以前杨利伟只是第一步去试一试,要想完成这个任务必须多人多天,比方说要去组装一个空间站或者修理一个卫星,人就得出舱,出舱起码得两个人。以后要去空间站坐运输工具去,要对空间站进行对接,打开门以后把里面的人接出来。从国外来讲,他们花了很多次的试验来做这个事情,现在按照我们的计划,“神七”希望人能够出舱,老百姓的话叫空间行走。“当然出了舱还有离舱多远?也可以离得近一点儿,也可以离得远一点儿。”戚发轫院士告诉记者,下一步我国就要解决交会对接,交会对接起码得有3个人。所以我们飞船要有这个能力:3个人在天上待7天,上去的时候可以带300公斤的东西,回来的时候可以带一百公斤的东西。假如这次很成功,就不需要再试两人多天,那我们下次就出舱了。戚发轫院士认为,将要出舱的“神七”必须在神舟六号的基础上解决两个比较大的问题。现在航天员有一个密封舱,在这个舱里穿航天服。离开这个舱就没有了空气,所以航天服本身就必须能供给氧气。第二是没有温度控制时,航天服能保证他正常的温度,所以这个航天服就相当于一个小型的密封舱,这方面挺复杂的。更高级的航天服还可以装上发动机,一点火就走了,相当于一个小飞船一样,要出舱得具备这几个条件。戚发轫院士说,将来我们船上要有一个气闸舱,人穿好航天服进去,把门关上,把外面的门打开出去,假如一打开门气就放光了,所以有一个气闸舱。“我只是说两个主要的,作为航天员有一个舱外的航天服,作为我们飞船来讲,得有一个气闸舱,要保证原来的舱里保证有一个大气压。”
“神七” 能搭至少3位航天员
“神六”火箭系统专家顾问组组长黄春平介绍说,到“神七”时,飞船的容量会相应增加,会上3名航天员。根据任务的变化,运载的飞船产品重量在增加,因此对火箭产品的要求推力也相应增加。“神六”发射飞船有效载荷是8吨多,将来有效载荷要扩大。新的大型运载“神七”的火箭方案已经制订完毕,正等待国家批准。目前部分产品已经出来了,样机都有了。但是还要进行大量的地面试验。从1999年起,黄春平先后担任了神舟一号到神舟五号的火箭系统总指挥。
“神七”飞船要进行精装修
中国工程院戚发轫院士告诉记者:“我给你举个例子,就像我们有个毛坯房,买房子买个毛坯房,你是一家三代同居还是小两口,就根据你这个要求重新装修,毛坯房都一样的,基本外型绝对不会有变化,推进舱、返回舱、轨道舱不会有变化,但是里边一开始就杨利伟一个人,也不要厕所,也不要厨房,也不要睡觉的地方,现在两个人了,有厨房、有厕所,到3个人的时候,比如说我们要搞交会对接的时候,以后要出舱了,基本上构型不会变,内装修是要变化的,而且是精装修。”
谁将跟“神七”一起飞天
空军航空医学研究所研究员、著名的前庭生理学专家于立身教授接受今报采访时曾表示,对于航天员来说,年龄过大过小都不好,38岁为飞行的最佳生理年龄,43-45岁则开始走下坡路。 那么,谁最可能成为我国第4位飞天的航天员呢?如果如专家所言,“神七”系无人驾驶飞船,这是否意味着刘伯明、景海鹏、翟志刚、吴杰将可能因为年龄原因而无缘飞天呢?14人的航天大队的其他队员会不会杀出像费俊龙这样的“黑马”呢?如果是有人驾驶而且是3人驾驶,那么,杨利伟、费俊龙、聂海胜、刘伯明、景海鹏、翟志刚和吴杰又有什么样的组合呢?我国第一批航天员、空军某部少将方国俊曾告诉今报记者,目前我国新一批的航天员尚没有进入培训阶段。那么,这是否意味着“神七”或“神八”的航天员仍然是现在的14名航天员呢?对此,现役航天员吴杰就在“神六”发射前表示,跟他搭档的翟志刚优点很多,最起码通过“神五”的考验,是一个非常优秀的航天员,在他们航天员大队非常优秀。第二,他的反应非常快,在训练中处置特殊情况,判断、决策非常准确。第三,他比较刻苦,通过训练来看,其他人的特殊情况手册起码有这么厚,在处置紧急特殊情况下,他能够不看手册,进行训练。他训练自我准备到很充分的一种地步。再就是他本人性格比较开朗,知名度也很高,到了什么地方都是欢声一片、笑声一片。吴杰还表示,就算这次“神六”没上成,但“神六”又成了一个起点了,只要还在这个队伍中,就一定会为圆太空飞行的广东会去奋斗,而翟志刚也说:“不光是‘神六’,‘神七’如果仍然擦肩而过,‘神八’还要会继续努力的,永远会努力下去。”
“神七”上会不会有女宇航员
未来的“神七”上会不会有英姿飒爽的首批女航天员呢?中国空间技术研究院研究员、《国际太空》杂志副主编、中国航天医学工程研究所庞之浩教授做客人民网时说,我国将从明年开始选拔女航天员,选拔和培训一个航天员需要3到5年的时间。而他预测“神七”在两年以后发射且可能进行首次太空行走试验。这也就意味着“神七”不可能有女航天员上天。
编辑本段【航天实验】
中国科学院披露载人航天实验内容
中国科学院有关负责人表示,载人飞船工程应用系统的主要任务是开展空间对地观测、空间科学及技术实验。我国载人航天工程(第一阶段)应用系统的目标是大力推进和发 展我国空间科学与空间应用技术,为国家经济建设和社会发展做出有重要价值的贡献,同时为今后有人参与的空间科学与技术实验打下基矗。
其中,“对地观测任务”是以与国际同步发展先进空间遥感器及开拓地球系统科学研究为目的,确定了中分辨率成像光谱仪器、多模态微波遥感器(包括微波高度计、辐射计和散射计)、地球环境监测和遥感应用研究等在轨实验和应用任务。地球环境监测包括太阳常数监测、太阳和地球紫外辐射监测以及地球辐射收支探测。遥感器应用研究为我国遥感应用技术的发展奠定基础;开展成像光谱技术和微波遥感技术在海洋、陆地和大气方面的应用研究和应用示范。
“空间科学研究”安排了空间生命科学、微重力科学(包括空间材料科学项目,微重力流体物理研究项目),还有空间天文项目、空间环境预报和监测任务,目标是全面提高我国空间科学水平。“空间生命科学和生物技术”研制了多种空间实验设备,开展空间生物学效应研究、空间蛋白质结晶、空间细胞培养、空间细胞电融合以及空间蛋白质和生物大分子分离纯化等研究;“空间材料科学研究”研制多工位晶体生长炉和晶体生长观测装置,开展二元和三元半导体光电子材料、透明氧化物晶体、金属和合金等材料研究和空间生长,研究空间晶体生长动力学;“空间环境预报和监测”研究可以建立空间环境预报中心,发布长期、中期、短期空间环境预报和警报,进行效应预测,保障航天员、载人航天器和空间设备安全。
编辑本段【实施计划】
未来几年内我国的航天技术发展实行“三步走”计划
中国载人航天工程办公室工程总体室主任王忠贵向记者揭示了我国航天技术发展在未来几年内的“三步走”计划:“神舟七号”飞船将于2008年升空,它肩负的使命是实现航天员太空行走;2009年至2011年之间,“神舟八号”飞船将带着一项更重要的任务升空,在太空中完成交会对接;而航天技术发展的第三步就是建立空间站。

神舟五号外壳设计原理_神舟五号外壳设计原理图

二、神舟系列飞船是怎样的?

“功夫到家,规格严谨”这句是中国载人航天飞船系统总指挥尚志的座右铭。在中国10多年的载人飞船研制中,无论是干调度,还是当副总指挥、总指挥,他总是兢兢业业地工作。

神舟一号

中国人的飞天广东会的成就

尚志是从一名普通的研究人员成长为载人航天飞船系统总指挥的。上世纪90年代初,他开始参与了飞船的研究,参加了从神舟一号到神舟四号的飞行试验工作。

“神五”、“神六”飞天时,他先后出任副总指挥和总指挥。如今,他担任着“神七”飞船系统总指挥的重任并成功地实现了飞船遨游太空、航天员出仓行走。

尚志作为载人航天飞船系统的总指挥,一提起载人航天,自豪之情溢于言表,他兴奋地说,当初我们立项的时候有三个任务,一是要实现中国载人航天的突破;二是要带动相关科学的发展;三是通过工程实践培养一批科技人才。从神舟一号到神舟七号,这三个目标基本都实现了。载人航天工程,不仅仅完成了国家整个载人航天任务,同时也带动了其他航天工程的进步,带动了国家其他行业的发展,最主要的是培养了一批航广东会技人才。

针对外界对中国飞船的诸多不实猜测,他从五个方面介绍了神舟飞船的特点:

第一,起点高,一步到位。虽然中国载人航天工程起步较晚,但并不是简单的从“加加林”时代的飞船水平起步,而是一步迈过了美苏40年发展的历程,实现了跨越式的发展。

第二,是性能先进,智能化程度较高。神舟起步晚的后发优势,是利用了信息技术的最新成果。从自动化控制、制导与导航到数据管理,从应对故障的冗余设计到液晶显示设备,神舟的电子技术和智能化水平遥遥领先。

第三,用途广泛。神舟飞船轨道舱在航天员返回后可以继续留在轨道上工作半年,开展各种科学试验。飞船预留了交会对接机构和出舱活动部件的接口,可以作为空间站的救生艇,同时轨道舱也能作为未来空间交会对接的一个目标飞行器。

第四,投入较少。飞船每次发射所需经费约20亿元。神舟飞船由于设计合理,做到了一船多用,节省了巨额发射费用。中国正在走着一条低成本、高效益的载人航天发展道路。

第五,准备周期长,单件生产。俄罗斯的载人飞船几乎可以随时发射,而神舟飞船目前的准备周期为一年左右,每艘飞船都是单件生产而且一直在不断改进。预计到发射神舟八号时,飞船将从实验性产品转为成熟产品,生产周期也会由此而大大缩短。

作为领军人物,他深知肩上的责任重大,视质量为生命载人飞船是个庞大的系统,结构异常复杂,仅电缆网节点就有8万余个,各类元器件10万余支,计算机软件语句达几十万条,涉及到600多台设备。一个焊点、一根导线、一支元件、一行语句出了错,都会影响飞船升空、甚至还可能酿成大祸。

质量就是飞船的生命。尚志无论是负责指挥调度,还是当飞控试验队队长;无论是任飞船副总指挥、还是飞船总指挥,都深知自己肩上的责任重大。为此,他就像“大管家”一样,精心而周密地组织庞大的项目管理计划中的每一项工作,小到每一个螺钉、每一份文件,大到飞船什么时候进场、什么时候组织试验、什么时候发射,他都做得滴水不漏。把严把质量关作为头等大事来抓。

神舟六号

“神六”研制工作全面铺开以后,尚志几乎是现场跟班作业。从工作决策到计划调度,他总是盯在现场,哪里出现了短线,他就及时靠上去,教方法、传经验。作为一个总指挥,工作中大小事情都需要他处理和过问。每次在工作现场,尚志总是一丝不苟。他总说:“千条理由万种原因,完不成任务就没有理由。”在他的领导下,严明的纪律,雷厉风行的作风,严谨科学的工作态度已成为神舟飞船队伍中每一位成员的自觉行动。就连部队的同志也很佩服,夸他们是一支不穿军装而又特别能战斗的队伍。

神舟飞船研制过程中,每到关键阶段、关键项目,尚志都要组织专家进行严格的评审,请专家发现问题,寻找进一步拓展解决问题的办法。为确保神舟载人航天的圆满成功,他专门组织人员对整船元器件的原材料进行评审,开创了中国空间技术研究院产品质量评审的先河,为航天员的安全又加了道牢靠的保险锁。

2003年3月,在东北做抛底锁点试验的经历曾让尚志终生难忘。

在神舟三号和神舟四号飞行试验中,发现抛底锁点火时向舱内泄漏有害气体,这样将来一旦载人,就有可能会对航天员产生影响。当时采取的办法是“堵”,这是一种加强密封的办法,可试验结果仍是泄漏。

尚志接到通知后,当晚就要赶往现场。由于突降大雪,原计划晚上9点的飞机到了11点多才起飞,凌晨1点多才赶到。下飞机后,他和时任副总设计师的张柏楠直奔现场,与有关技术人员连夜分析所有的X光片和关键工序的尺寸,寻找问题的症结,最后得出了结论:光靠堵解决不了问题,还得采取“泄”的办法。于是凌晨5点他们又飞回北京,向领导汇报解决方案。这个相当于重新设计,重新生产,周期相当紧张的方案,为神舟五号圆满成功起到了关键作用。

由我国自主研发的神舟飞船,突破了载人升力控制、防热、舱段间分离等13项载人飞船的关键技术,总体性能达到了国外目前正在使用的第三代载人飞船的水平,并在很多地方有着自己的优势。

尚志的同事们还记得,在神舟五号顺利入轨的那一刻,作为飞船副总指挥的他,眼含热泪,用对讲机向待命在应急着陆场的战友们传递着飞船升空的消息。在神舟五号安全返回的那一刻,他和战友们紧紧地拥抱在一起,从不抽烟的他,欣然接过副总设计师张柏楠递上的一支雪茄,分享着成功的喜悦。

尚志作为公众人物被大家知晓,是在神舟六号飞船成功发射之后。

2004年1月,神舟五号飞天后引发的华夏热潮还未散去,此时,刚过不惑之年的尚志从前任总指挥、院长袁家军的手中接过了神舟飞船总指挥的帅印。

与神舟五号的第一次载人飞行相比,神舟六号有很多新的特点:航天员由一人增为两人,飞行时间由一天增为多天,由载人航天验证性飞行试验完全过渡到真正有人参与的空间飞行试验,航天员首次进入轨道舱进行工作和生活。为此,飞船系统进行了相应的技术改进,以保证任务的要求。神舟六号不是神舟五号的简单重复,它的系统更复杂、难度更大、质量要求更高。作为“船队”的新主帅,尚志面对的压力可想而知。

刚开始上作,尚志就接连遇上了几个棘手的难题。

装在飞船返回舱大底上的数据总线电缆,在使用过程中发现竟然长有“绿毛”!经过详细了解分析,发现原来是应该镀金的地方厂家却只镀了层锡,氧化后出现了绿斑。载人飞行,人命关天,质量问题是头等大事,来不得半点的将就与凑合,每一处细节都不能轻视,更不能放过。更何况如果没有电缆,飞船的各种设备也无法安装布局,研制进度将会受到直接影响。

面对“意外”,尚志和大家都非常着急,但他最终认定了一条,碰到任何困难,只要你不低头,总会找到解决的办法。他们一边调用库存,一边与厂家进行交涉,紧急订货。然而,让人没想到的是,由于厂家并没有改进工艺,提供的新货仍然存在同样的问题。飞船的研制进度一刻也不能耽搁。怎么办?经过调研,尚志命令有关人员在全世界范围内广泛搜集能满足需要的这种电缆线。

电缆线的问题还没完全解决,细心的工作人员又向他汇报了一个新发现的问题:飞船用的导线上,隔一段就有一处压痕,原因不明。为保证研制任务的顺利进行,尚志等人商量后作出决定,将库存的30公里长的导线像拉网捕鱼一样,全部筛查一遍。

问题是“一波未平,一波又起”。一种用在飞船舱段上的插头,按要求应具有密封性强、耐高温的特点。但筛选中却发现,温度广东会,插头上的焊锡就会熔化。这种插头在神舟五号上也用过,没发现这样的问题。是不一样的测试方法导致的吗?经过反复论证,他们认定还是焊锡本身存在缺陷。而能满足飞船使用要求的焊锡,一时半会儿还买不到。这对本来就很紧的研制进度来说,无异于雪上加霜。为此,他们紧急调集人马,兵分几路,南下北上,先后找了中外十几个牌子的焊锡,反复比较筛选,但试来试去还是很不理想。几经波折,最终找到了符合标准的焊锡。

在处理棘手事件的过程中,尚志和他的研制队伍一同经受住了严峻的考验。

作为飞船系统总指挥的尚志还经常会同张柏楠总设计师加强技术状态的改进与控制,使得每项技术状态的改进都能够论证充分,各方认可,审批完备,验证正确,落实到位。他大力倡导质量工作前移思想,强化了质量管广东会作,特别是在研制队伍中推行过程控制。在完成发射场试验任务期间,将质量和安全责任细化分解为质量安全控制点,号召大家严格遵守规范。他常对年轻的科研人员说:“规章制度定好了,就必须按要求去做。”

尚志主张各项工作都要提前调度,提前策划,提前组织总体和各分田田系统集中进行发射场“双想”,这些为发射场工作的顺利开展打下了基础。

“神六”发射成功,作为幕后广东会的尚志得到了极大的关注度。面对荣誉,尚志的平和态度让媒体和记者们感到有点意外。当告知他被《广东会人物周刊》评为“2005年影响中国100人”之一时,尚志显得有点诧异,他平静地说,“应该把这种荣誉授予整个"神六"团队,在我的身后,有很多航天人一辈子默默奉献,不为人知,他们才是真正有影响力的人。”

功夫到家,规格严谨

尚志毕业于素有广东会,提起与航天结缘的初衷,尚志的思绪飞到了20多年前的一个晚上。那天,哈广东会礼堂里座无虚席,银幕上正放映描述前苏联航天专家科罗廖夫的电影《驯火记》。剧场的一角,这个来自黑龙江省安达市的小伙子被深深撼动了。“我喜欢探索、好奇心强,与航天结缘,能够充分展现我的个性。”当时的愿望影响了他的未来。

从大学时起,哈广东会的校训“功夫到家,规格严谨”就一直激励着他去刻苦学习,努力钻研,至今这8个字仍然是他职业生涯的座右铭。

1986年7月,尚志从哈广东会电气自动化专业本科毕业,分配到中国航广东会技集团公司空间技术研究院工作。

1993年,在神舟飞船研制试验阶段,尚志被调到了指挥调度部门,面对如此庞大复杂的系统工程,如此众多的协作单位和不断出现的新情况、新问题,他常常扪心自问,我会干什么,我需要干什么?一段时间内,他认真思考着应该从哪里入手。作为调度,他觉得在工作中自己首先不能乱,如果指挥调度乱了阵脚,全系统就会打乱仗。不久,一份《型号调度职责》在他手中出台了,这份管理文件直到现在仍在使用。那一年,尚志刚满30岁。他擅长统筹的性格、冷静细致的作风在工作中初露锋芒。

明确了管理办法后,他和同事们又根据专广东会点将飞船的研制管理梳理出几条线,进一步明确职责,各把一个关口,守在研制一线解决问题。结构生产图纸有问题,他及时请来设计者修订;总装设备装配不协调,他请来主管设计师协调;试验时出现问题,他就现场组织召开调度会,逐一研究解决……

神舟一号发射时,尚志作为总调度随飞船进入发射场。那时,产品新、队伍新、协作单位多,飞船系统和其他大系统接口关系不明确,协调量非常大。眼看着发射日期一天天临近,一些曾参加过卫星发射的老同志提醒他,该贴“大字报”了,即把发射前一天的工作安排张贴出来。但尚志认为这样安排工作太粗,容易漏人、漏项,也不能反映人员、车辆在某个时间段的变化,必须有一份规范性的文件。

于是,他立即带领调度组连夜编制发射工作程序、安排好发射前的每项工作,他主持编制出了《神舟一号发射场8小时工作程序》,使各级领导及工作人员对飞船试验队的每个人、每辆车、每项工作内容及保障条件,在每个时间剖面里的位置都一目了然,从而确保了发射场各项工作井然有序,为发射成功奠定了基础。这份8小时工作流程也成为此后卫星、飞船发射现场组织的基础和范本。

2000年7月,尚志担当起了神舟飞船副总指挥的重任。长期在一线的科研实践让尚志深深体会到,从事载人航天工程,没有标准不行,对项目没有管理计划不行,对产品没有质量要求不行。正是基于这一理念,他主持参与编定的《发射场管理要求》、《发射场放行准则》、《某型号质量管理要求》等一大批系统管理文件,已经成为神舟飞船研制队伍特有的工作方式和管理模式,造就了神舟飞船研制队伍特有的文化与精神。

在研制神舟六号过程中,他组织编制出了包括324份技术文件在内的《神舟六号出厂评审文件系统表》以及《神舟六号项目管理计划》,并将在发射场工作的全套文件汇编成册,对400余份文件逐一进行了审查。“我把飞船当成儿子,既要帮他改掉毛病,总结缺点,又不能对他过于着急,面对困难,还要反省自己的教育方法是否得当。”尚志这样形象地表达他对飞船管广东会作的看法。

把祖国的利益放在第一位

神舟七号

“祖国和人民都在注视着我们!”这是尚志经常挂在嘴边的一句话,同时也是他带领他的“神七”团队在1000多个日日夜夜里奋战拼搏的“精神支柱”。他说:“神舟七号载人飞船成功发射,实现了航天员太空行走,这只代表过去,我们的工作从现在开始又翻开了新的一页。”

神舟七号研制团队和神舟六号的团队相比更年轻了。尚志经常调侃道:“像我,就是队伍里的老同志了。”面对神舟七号的成功,尚志总是时刻提醒自己:“航天事业如人,谨慎比豪气更加重要。”尚志坦言对他手下的年轻人要求很严格。对于年轻人工作态度上的不严格不严谨,平时和和气气的他有时也会大发雷霆。一次,一个新来的硕士,由于对指标参数的想当然,就领教了尚志的“家法”——被扣除了当月的奖金。

无情未必真豪杰。工作的严格甚至是严厉只是尚志工作作风的一面;另一面,年轻人更多的看到的是一个以人为本、关心爱护下属的尚志。有一次,一位科研人员的父母生病住院,尚志细致到出门去医院到哪坐车转车都用一张纸条写好。在2004年冬天,当他把年轻人“扣”在岗位上直到年三十前夕时,他又破例安排为京外探亲人员买好了飞机票,还给他们的父母捎上了一份节日礼物。就是在这种“严”与“和”的融洽环境中,尚志带着他的“弟兄们”一次次攻坚克难。

面对神舟七号和神舟团队所取得的成绩,尚志总是谦虚地说,这都是老一辈航天人打下的好基础,是前几艘飞船的研制管理经验才使得我国的载人航天技术又一次取得了重大突破。

在尚志不大的办公室里,办公桌的一边是他的心血之作——神舟六号飞船模型;办公桌的另一边,则是用像框装裱的责任令,上面赫然写着:尚志同志,责令您为后续载人航天飞行器研究任务负全责。每天,尚志就是用这样的荣誉和压力来警醒自己。他充满深情地说:搞航天,工资可能没有某些企业高,但只要你从事了这项事业,就要有一种奉献精神,时刻要把祖国的利益放在第一位。航天工作涉及方方面面,需要大家共同努力,团队精神是必不可少的。因为航天工作来不得半点马虎,丝毫疏忽都有可能造成重大航天灾难,所以工作一定要严谨务实。

神舟五号外壳设计原理_神舟五号外壳设计原理图

三、关于“神舟号”飞船的资料

神舟”载人飞船全长8.86米,最大处直径2.8米,总重量达到7790公斤。从构型上来说,由轨道舱,返回舱和推进舱以及一个附加段组成。采用的是典型的“三舱一段”式结构。整个飞船按照功能还能分为13个不同的分系统。这13个分系统都是用它的功能来命名的,它们是:有效载荷、结构与机构、热控制、指导导航与控制、推进、电源、数据管理、测控与通信、环境控制与生命保障、乘员、回收与着陆、仪表与照明和应急救生分系统。这些系统分别布置在这“三舱一段”式结构的神舟飞船中,相互分工合作,完成一次太空遨游。下面分别介绍各个舱段的情况:
一、轨道舱(长2.8米,直径2.2米)
神舟飞船的轨道舱的外形为圆柱形的。为了使轨道舱在独自飞行的阶段可以获得电力,轨道舱的两侧安装了太阳电池翼,每块太阳翼除去三角部分面积为2.0×3.4米,轨道舱自由飞行时,可以由它提供0.5千瓦以上的电力。轨道舱尾部有4组小的推进发动机,每组4个,为飞船提供辅助推力和轨道舱分离后继续保持轨道运动的能力;轨道舱一侧靠近返回舱部分有一个圆形的舱门,为航天员进出轨道舱提供了通道,不过,该舱门的最到直径仅65厘米,只有身体灵巧、受过专门训练的人才能进出自由。舱门的上面有轨道舱的观察窗。
轨道舱是飞船进入轨道后航天员工作、生活的场所。舱内除备有食物、饮水和大小便收集器等生活装置外,还有空间应用和科学试验用的仪器设备。
返回舱返回后,轨道舱相当于一颗对地观察卫星或太空实验室,它将继续留在轨道上工作半年左右。轨道舱留轨利用是中国飞船的一大特色,俄罗斯和美国飞船的轨道舱和返回舱分离后,一般是废弃不用的。
二、返回舱(长2.00米,直径2.40米,不包括防热层)
神舟飞船的返回舱呈钟形,有舱门与轨道舱相通。放回舱式飞船的指挥控制中心,内设可供3名航天员斜躺的座椅,共航天员起飞、上升和返回阶段乘坐。座椅前下方是仪表板、手控操纵手柄和光学瞄准镜等,显示飞船上个系统机器设备的状况。航天员通过这些仪表进行监视,并在必要时控制飞船上系统机器设备的工作。轨道舱和返回舱均是密闭的舱段,内有环境控制和生命保障系统,确保舱内充满一个大气压力的氧氮混合气体,并将温度和湿度调节到人体合适的范围,确保航天员在整个飞行任务过程中的生命安全。
另外,舱内还安装了供着陆用的主、备两具降落伞。神舟好飞船的返回舱侧壁上开设了两个圆形窗口,一个用于航天员观测窗外的情景,另一个共航天员操作光学瞄准镜观测地面驾驶飞船。返回舱的底座是金属架层密封结构,上面安装了返回舱的仪器设备,该底座重量轻便,且十分坚固,在返回舱返回地面进入大气层时,保护返回舱不被炙热的大气烧毁。
三、推进舱(长3.05米,直径2.50米底部直径2.80米)
神舟号的推进舱又称设备舱,它呈圆柱形,内部装载推进系统的发动机和推进剂,为飞船提供调整姿态和轨道以及制动减速所需要的动力,还有电源、环境控制和通信等系统的部分设备。两侧各有一对太阳翼,除去三角部分,太阳翼的面积为2.0×7.5米。与前面轨道舱的电池翼加起来,产生的电力将三倍于广东会号,平均1.5千瓦以上,差不多相当于富康AX新浪潮汽车的电源所提供功率。这几块电池翼除了所提供的电力较大之外,它还可以绕连接点转动,这样不管飞船怎样运动,它始终可以保持最佳方向获得最大电力,免去了“翘向太阳”所要进行的大量机动,这样可以在保证太阳电池阵对日定向的同时进行飞船对地的不间断观测。
设备舱的尾部是飞船的推进系统。主推进系统由4个大型主发动机组成,它们在推进舱的底部正中。在推进舱侧裙内四周又分别布置了4对纠正姿态用的小推进器,说它们小是和主推进器比,与其他辅助推进器比它们可大很多。另外推进舱侧裙外还有辅助用的小型推进器。
四、附加段
附加段也叫过渡段,是为将来与另一艘飞船或空间站交会对接做准备用的。在载人飞行及交会对接前,它也可以安装各种仪器用于空间探测。
对于附加段现阶段的设备没有官方介绍,但是一些业内人士进行了大胆的推测,如:其中一个半环型装置,据推测是用来安装方形的仪器装置。而三个相互垂直并可伸出的0.4米的探针被推测为可能是导航系统的一部分或对接系统的一部分。因为美国的阿波罗飞船上曾有类似的装置用来进行对接。神舟飞船轨道舱前端可能装有俄罗斯式的对接系统。但这些装置可能只是一种试验型,在将来执行与太空站对接的任务时肯定会被新型对接系统所替换。
附:神舟一号至六号发射及回收时间及地点:
神舟一号
时间:1999年11月20日6时发射,21日回收
发射地点:酒泉卫星发射中心
回收地点:内蒙古中部
神舟二号
时间:2001年1月10日1时发射,1月16日回收
地点:酒泉卫星发射中心
回收地点:内蒙古中部
神舟三号
时间:2002年03月25日22时发射,4月1日回收
地点:酒泉卫星发射中心
回收地点:内蒙古中部
神舟四号
时间:2002年12月30日零时发射,2003年1月5日回收
地点:酒泉卫星发射中心
回收地点:内蒙古中部
神舟五号
时间:2003年10月15日9时整发射,21小时后回收
地点:酒泉卫星发射中心
回收地点:内蒙古中部四子王旗
神舟六号
时间:2005年10月12日9时整发射,115小时33分钟后回收
地点:酒泉卫星发射中心
回收地点:内蒙古中部四子王旗
神舟七号
【“神七” 设备】
宇航服、出舱背包、航天员:确保太空行走进行
我国载人航天计划的第二步和随后的第三步计划包括,开展航天员出舱活动试验,进行空间交会对接,发射短期有人照料的空间实验室。专家解释,航天员出舱活动试验,就是航天员从新型的“神舟”飞船的密封舱出来进行太空行走。自1965年前苏联航天员走出“上升2号”飞船在太空停留了24分钟后,至今美俄两国航天员共进行了近250次舱外活动,累计在舱外停留的时间达1000多小时。
“航天员进行太空行走的目的,是为了维修、装卸、更换和回收航天器及航天器的外部设备。”专家称,“神舟七号”将具备航天员太空行走的几项必备条件。首先,会提供航天员在舱外生活和工作的环境和条件,其中最重要的就是舱外航天服,它具有防微流星、真空隔热屏蔽、气密、保压、通风、调温等多种功能,航天服的手套既密封又灵活,头盔透明密封。其次,出舱背包有控制系统和通信系统,其控制系统配有的喷气装置使航天员可以借此控制行走方向。据悉,航天服和背包构造复杂,技术难度大,造价昂贵,美国生产的一套航天服约为150万美元。第三当然是必须拥有技术操作熟练、身体健康、心理素质稳定的航天员。
【“神七” 设计】
各种要求比“神六”都高一些
“神舟五号”时,我国的载人航天还只是对一人一天上太空的考核,当时杨利伟仅待在返回舱里,轨道舱的舱门是紧闭的。此次“神舟六号”虽然在外形上与“神舟五号”几乎一样,不同的是,两名航天员将从返回舱进入轨道舱,从事多人多天的空间飞行作业程序。专家打了个形象的比喻,“两名航天员就是在‘一室一厅'里活动。”而到了“神舟七号”,航天员除了在“一室一厅”里活动外,还将走出“厅”,从轨道舱侧面的窗口出来在太空行走。
据介绍,“神舟七号”对航天员的生命保障系统、出舱设备、结构气密性要求更高,因此“神舟七号”会在外形上与“神舟六号”有明显的不同,相关系统也会有所改变,特别是轨道舱。
通常飞船发射上太空后,航天员在进行出舱活动之前,会先在气闸舱内进行2-3小时的适应性准备,在气闸舱内穿戴好舱外航天服,背上背包,带好用品。实行太空行走的航天员所穿戴的航天服体积庞大,地面重量就达125公斤,根本不像在地面穿衣戴帽那么容易,必须在其他航天员的帮助下才能穿上。“所以‘神舟七号'时上天的航天员起码得两人,这样可以相互配合,至于会有多少人出舱活动则未定,估计会是一人进行太空行走。”
【“神七” 训练】
航天员在水池里模拟失重现象
据悉,“神舟七号”时的太空行走对航天员的考核要求更高。由于航天服内的压力比正常情况下低,有可能会使人体组织内的氮气释放,在血管内形成气栓,导致减压病,甚至危及人的生命。因此航天员在穿好航天服以后,必须在气闸舱内充分吸氧,协助工作的航天员回到内舱(即轨道舱),关闭内舱门,然后气闸舱开始泄压到真空,与飞船外的真空状态保持一致,此时航天员可以出舱活动。而完成舱外任务回到舱内时,还要对航天服进行一定的减压,再对气闸舱充气。
“航天员出舱活动是一项高难度、高风险的活动。”专家介绍,“神舟七号”时的太空行走要求航天员必须在地面做充分的试验和训练,其地面训练一般在一个对比重有一定要求的中性水池里进行。这种水池通常建在大型的试验房里面,把航天器放在水池中,利用水的浮力模拟太空的失重现象,然后航天员在水池里面进行出入舱和舱外操作训练。
【“神七” 发射】
明年发射可能性不大,交会对接是下步计划
充满神秘感的太空行走让人期待,“神舟七号”会在何时发射呢?“‘神舟七号'明年发射的可能性较小,但相关工作已在进行。”进行太空行走之后,下一步将实行交会对接(即两个飞行器在太空上实行精确对接),这些都是载人航天里最重要、最关键的基础技术。交会对接一是要实现人员交换,二是进行物资(科学仪器、生活用品、垃圾等神舟”载人飞船全长8.86米,最大处直径2.8米,总重量达到7790公斤。从构型上来说,由轨道舱,返回舱和推进舱以及一个附加段组成。采用的是典型的“三舱一段”式结构。整个飞船按照功能还能分为13个不同的分系统。这13个分系统都是用它的功能来命名的,它们是:有效载荷、结构与机构、热控制、指导导航与控制、推进、电源、数据管理、测控与通信、环境控制与生命保障、乘员、回收与着陆、仪表与照明和应急救生分系统。这些系统分别布置在这“三舱一段”式结构的神舟飞船中,相互分工合作,完成一次太空遨游。下面分别介绍各个舱段的情况:
一、轨道舱(长2.8米,直径2.2米)
神舟飞船的轨道舱的外形为圆柱形的。为了使轨道舱在独自飞行的阶段可以获得电力,轨道舱的两侧安装了太阳电池翼,每块太阳翼除去三角部分面积为2.0×3.4米,轨道舱自由飞行时,可以由它提供0.5千瓦以上的电力。轨道舱尾部有4组小的推进发动机,每组4个,为飞船提供辅助推力和轨道舱分离后继续保持轨道运动的能力;轨道舱一侧靠近返回舱部分有一个圆形的舱门,为航天员进出轨道舱提供了通道,不过,该舱门的最到直径仅65厘米,只有身体灵巧、受过专门训练的人才能进出自由。舱门的上面有轨道舱的观察窗。
轨道舱是飞船进入轨道后航天员工作、生活的场所。舱内除备有食物、饮水和大小便收集器等生活装置外,还有空间应用和科学试验用的仪器设备。
返回舱返回后,轨道舱相当于一颗对地观察卫星或太空实验室,它将继续留在轨道上工作半年左右。轨道舱留轨利用是中国飞船的一大特色,俄罗斯和美国飞船的轨道舱和返回舱分离后,一般是废弃不用的。
二、返回舱(长2.00米,直径2.40米,不包括防热层)
神舟飞船的返回舱呈钟形,有舱门与轨道舱相通。放回舱式飞船的指挥控制中心,内设可供3名航天员斜躺的座椅,共航天员起飞、上升和返回阶段乘坐。座椅前下方是仪表板、手控操纵手柄和光学瞄准镜等,显示飞船上个系统机器设备的状况。航天员通过这些仪表进行监视,并在必要时控制飞船上系统机器设备的工作。轨道舱和返回舱均是密闭的舱段,内有环境控制和生命保障系统,确保舱内充满一个大气压力的氧氮混合气体,并将温度和湿度调节到人体合适的范围,确保航天员在整个飞行任务过程中的生命安全。
另外,舱内还安装了供着陆用的主、备两具降落伞。神舟好飞船的返回舱侧壁上开设了两个圆形窗口,一个用于航天员观测窗外的情景,另一个共航天员操作光学瞄准镜观测地面驾驶飞船。返回舱的底座是金属架层密封结构,上面安装了返回舱的仪器设备,该底座重量轻便,且十分坚固,在返回舱返回地面进入大气层时,保护返回舱不被炙热的大气烧毁。
三、推进舱(长3.05米,直径2.50米底部直径2.80米)
神舟号的推进舱又称设备舱,它呈圆柱形,内部装载推进系统的发动机和推进剂,为飞船提供调整姿态和轨道以及制动减速所需要的动力,还有电源、环境控制和通信等系统的部分设备。两侧各有一对太阳翼,除去三角部分,太阳翼的面积为2.0×7.5米。与前面轨道舱的电池翼加起来,产生的电力将三倍于广东会号,平均1.5千瓦以上,差不多相当于富康AX新浪潮汽车的电源所提供功率。这几块电池翼除了所提供的电力较大之外,它还可以绕连接点转动,这样不管飞船怎样运动,它始终可以保持最佳方向获得最大电力,免去了“翘向太阳”所要进行的大量机动,这样可以在保证太阳电池阵对日定向的同时进行飞船对地的不间断观测。
设备舱的尾部是飞船的推进系统。主推进系统由4个大型主发动机组成,它们在推进舱的底部正中。在推进舱侧裙内四周又分别布置了4对纠正姿态用的小推进器,说它们小是和主推进器比,与其他辅助推进器比它们可大很多。另外推进舱侧裙外还有辅助用的小型推进器。
四、附加段
附加段也叫过渡段,是为将来与另一艘飞船或空间站交会对接做准备用的。在载人飞行及交会对接前,它也可以安装各种仪器用于空间探测。
对于附加段现阶段的设备没有官方介绍,但是一些业内人士进行了大胆的推测,如:其中一个半环型装置,据推测是用来安装方形的仪器装置。而三个相互垂直并可伸出的0.4米的探针被推测为可能是导航系统的一部分或对接系统的一部分。因为美国的阿波罗飞船上曾有类似的装置用来进行对接。神舟飞船轨道舱前端可能装有俄罗斯式的对接系统。但这些装置可能只是一种试验型,在将来执行与太空站对接的任务时肯定会被新型对接系统所替换。
附:神舟一号至六号发射及回收时间及地点:
神舟一号
时间:1999年11月20日6时发射,21日回收
发射地点:酒泉卫星发射中心
回收地点:内蒙古中部
神舟二号
时间:2001年1月10日1时发射,1月16日回收
地点:酒泉卫星发射中心
回收地点:内蒙古中部
神舟三号
时间:2002年03月25日22时发射,4月1日回收
地点:酒泉卫星发射中心
回收地点:内蒙古中部
神舟四号
时间:2002年12月30日零时发射,2003年1月5日回收
地点:酒泉卫星发射中心
回收地点:内蒙古中部
神舟五号
时间:2003年10月15日9时整发射,21小时后回收
地点:酒泉卫星发射中心
回收地点:内蒙古中部四子王旗
神舟六号
时间:2005年10月12日9时整发射,115小时33分钟后回收
地点:酒泉卫星发射中心
回收地点:内蒙古中部四子王旗
神舟七号
【“神七” 设备】
宇航服、出舱背包、航天员:确保太空行走进行
我国载人航天计划的第二步和随后的第三步计划包括,开展航天员出舱活动试验,进行空间交会对接,发射短期有人照料的空间实验室。专家解释,航天员出舱活动试验,就是航天员从新型的“神舟”飞船的密封舱出来进行太空行走。自1965年前苏联航天员走出“上升2号”飞船在太空停留了24分钟后,至今美俄两国航天员共进行了近250次舱外活动,累计在舱外停留的时间达1000多小时。
“航天员进行太空行走的目的,是为了维修、装卸、更换和回收航天器及航天器的外部设备。”专家称,“神舟七号”将具备航天员太空行走的几项必备条件。首先,会提供航天员在舱外生活和工作的环境和条件,其中最重要的就是舱外航天服,它具有防微流星、真空隔热屏蔽、气密、保压、通风、调温等多种功能,航天服的手套既密封又灵活,头盔透明密封。其次,出舱背包有控制系统和通信系统,其控制系统配有的喷气装置使航天员可以借此控制行走方向。据悉,航天服和背包构造复杂,技术难度大,造价昂贵,美国生产的一套航天服约为150万美元。第三当然是必须拥有技术操作熟练、身体健康、心理素质稳定的航天员。
【“神七” 设计】
各种要求比“神六”都高一些
“神舟五号”时,我国的载人航天还只是对一人一天上太空的考核,当时杨利伟仅待在返回舱里,轨道舱的舱门是紧闭的。此次“神舟六号”虽然在外形上与“神舟五号”几乎一样,不同的是,两名航天员将从返回舱进入轨道舱,从事多人多天的空间飞行作业程序。专家打了个形象的比喻,“两名航天员就是在‘一室一厅'里活动。”而到了“神舟七号”,航天员除了在“一室一厅”里活动外,还将走出“厅”,从轨道舱侧面的窗口出来在太空行走。
据介绍,“神舟七号”对航天员的生命保障系统、出舱设备、结构气密性要求更高,因此“神舟七号”会在外形上与“神舟六号”有明显的不同,相关系统也会有所改变,特别是轨道舱。
通常飞船发射上太空后,航天员在进行出舱活动之前,会先在气闸舱内进行2-3小时的适应性准备,在气闸舱内穿戴好舱外航天服,背上背包,带好用品。实行太空行走的航天员所穿戴的航天服体积庞大,地面重量就达125公斤,根本不像在地面穿衣戴帽那么容易,必须在其他航天员的帮助下才能穿上。“所以‘神舟七号'时上天的航天员起码得两人,这样可以相互配合,至于会有多少人出舱活动则未定,估计会是一人进行太空行走。”
【“神七” 训练】
航天员在水池里模拟失重现象
据悉,“神舟七号”时的太空行走对航天员的考核要求更高。由于航天服内的压力比正常情况下低,有可能会使人体组织内的氮气释放,在血管内形成气栓,导致减压病,甚至危及人的生命。因此航天员在穿好航天服以后,必须在气闸舱内充分吸氧,协助工作的航天员回到内舱(即轨道舱),关闭内舱门,然后气闸舱开始泄压到真空,与飞船外的真空状态保持一致,此时航天员可以出舱活动。而完成舱外任务回到舱内时,还要对航天服进行一定的减压,再对气闸舱充气。
“航天员出舱活动是一项高难度、高风险的活动。”专家介绍,“神舟七号”时的太空行走要求航天员必须在地面做充分的试验和训练,其地面训练一般在一个对比重有一定要求的中性水池里进行。这种水池通常建在大型的试验房里面,把航天器放在水池中,利用水的浮力模拟太空的失重现象,然后航天员在水池里面进行出入舱和舱外操作训练。
【“神七” 发射】
明年发射可能性不大,交会对接是下步计划
充满神秘感的太空行走让人期待,“神舟七号”会在何时发射呢?“‘神舟七号'明年发射的可能性较小,但相关工作已在进行。”进行太空行走之后,下一步将实行交会对接(即两个飞行器在太空上实行精确对接),这些都是载人航天里最重要、最关键的基础技术。交会对接一是要实现人员交换,二是进行物资(科学仪器、生活用品、垃圾等)交换,对接活动将会在一个密封性极佳的通道内进行,因而“神舟七号”之后的飞船在外形上还会有变化。 )交换,对接活动将会在一个密封性极佳的通道内进行,因而“神舟七号”之后的飞船在外形上还会有变化。

四、神州五号的详细资料

一、2003年10月15日9时,“神舟”五号载人飞船在酒泉卫星发射中心由“长征”二号F型运载火箭发射升空。中国航空航天工作者用自己的智慧和汗水迎来了这激动人心的一刻。 这是载有“神舟”五号飞船的“长征”二号F型运载火箭正被转运往发射区。
航天员在太空中吃什么,一日三餐如何搭配,我们都设计得非常科学。太空生活中,我们的航天员可以吃到中式饭菜。”据中国载人航天工程航天员系统总指挥兼总设计师宿双宁介绍,中国航天员在太空中不仅可以吃到诸如八宝饭、鱼香肉丝、宫保鸡丁等中式食品,饭后还可饮用一杯用中药和一些滋补品配制的饮料。
宿双宁说,为了节省飞船的空间和发射时的有效载荷,航天员携带的航天食品必须尽可能地重量轻、体积小、营养好,而且不含残渣。食品必须符合失重条件下航天员生理改变的要求。航天飞行导致航天员骨钙丢失,肌肉萎缩,红细胞数量减少,因此,食品要针对失重环境可能导致的人体代谢和生理功能的改变,对膳食的营养素作适当调整,包括食品中的蛋白质、脂肪以及各种微量元素等。
如何确保航天员安全
“神舟”五号总设计师戚发轫说,中国有信心保证航天员的安全。“我们在设计飞船时有一个原则,就是飞船的每个系统要做到‘一次故障,正常飞行;二次故障,安全返回’。当系统第一次出现故障时,要做到飞船能正常运行,出现第二次故障,能保证航天员安全返回。”
航天员在太空如何工作生活?
在太空中,航天员想怎么睡就怎么睡。美苏载人航天初期,航天器内空间狭小,航天员只能在座椅上睡觉。为防止无意中触及开关,睡觉时必须把双手束在胸前。宇宙空间最特殊的就是睡觉姿势,失重时,身体完全放松会自然成弓状,专家认为,在太空中睡觉,身体稍为弯曲成弓状,比完全伸直平躺着舒服得多。
二、神舟六号飞船仍为推进舱、返回舱、轨道舱的三舱结构,整船外形和结构与原来相同,重量基本保持在8吨左右。飞船入轨后先是在近地点200公里,远地点350公里的椭圆轨道上运行5圈,然后变轨到距地面343公里的圆形轨道,绕地球飞行一圈需要90分钟,飞行轨迹投射到地面上呈不断向东推移的正弦曲线。轨道特性与神舟五号相同。
由于此次飞行没有交会对接任务,神舟六号取消了用于这项功能的附加段,另外,飞船上新增加了40余台设备和6个软件,使飞船的设备达到600余台,软件82个,元器件10万余件。
神舟六号的改进大致可以归纳为四个方面:
一、围绕两人多天飞行任务的改进。首先,准备了足量甚至余量的航天员消耗品,包括食品、水、睡袋等。食品柜置于轨道舱中,以前处于空置状态。按照每人每天一个半暖壶的用水量,通过水箱和单独的软包装两种方式准备了航天员用水。其次,提高了座舱的环境控制能力。一人一天呼出近一升水,神舟六号提高了对水汽冷凝的能力,扩大了冷凝水箱,把所有裸露管线都贴上了吸水材料,确保飞船湿度控制在80%以下。舱内的氧气、温度和湿度都可自动感应并调节。
二、轨道舱功能使用方面的改进。放置了很多航天员生活的必需品,如食品加热装置和餐具等。轨道舱中挂有一个睡袋,供两名航天员轮流休息用。失重状态下人其实可以浮在空中睡觉,但考虑到人在地面养成的习惯,所以通过睡袋人为地制造一种“床”的感觉,否则航天员睡觉时可能会产生坠入万丈深渊的错觉。轨道舱中还有一个专门的清洁用品柜,航天员可以用里面的湿巾等物品进行清洁。大小便收集装置这次也是首次使用。
三、提高航天员安全性的改进。返回舱广东会天员的坐椅设计了着陆缓冲功能,这是为了在反推火箭发生故障时依然能够保证航天员安全。神舟五号飞船里只有杨利伟乘坐的那个坐椅有着陆缓冲功能,并且有个小的缺陷,就是返回前坐椅提升后航天员难以看到舷窗外的情况。神舟六号对缓冲器进行了重新设计,并与整船结合进行了反复试验,从高塔、飞机上抛下的3次试验每次均获得了成功。返回舱与轨道舱之间的舱门,如果在返回时关闭不严,将威胁航天员安全。俄罗斯曾经有3名航天员因此而丧生。神舟六号科研人员研制成功了舱门密闭快速自动检测装置,并花费了数月时间研制出一种专用抹布,这种布不产生纤维、静电、异味,专门用来清洁舱门。
四、持续性改进。我国载人航天工程于1992年正式启动,至今已经过去了13年,飞船上最初使用的元器件和原材料有的已经不再生产,个别技术已经稍显落伍。神舟六号做了一些日常的持续性改进。比如神舟一号到五号上的“黑匣子”,是1994年研制的,存储容量只有10兆字节。现在的黑匣子不仅存储量比原来大了100倍,而且数据的写入和读出速度也提高了10倍以上,体积却不到原来的一半。

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