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降落伞发现孔洞,返回舱落地后翻滚,神舟十六号返回发生事故?
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2023.11.04 内蒙古

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此次神舟十六号返回,网友在观看着陆视频的时候,发现返回过程中出现了事故,首先是降落伞发现了孔洞,然后返回舱落地后翻滚。

在整个飞行过程中,发射和返回过程对航天员的身体和心理考验最大,而返回阶段尤为突出。从太空向地面返航,一般要经过这样几个制动点火过程:轨道舱与返回舱分离-进舱与返回舱分离-进入稠密大气层(黑障区)-发出无线电信号——拉出减速伞和主伞安全着陆。

返回舱大约在 10km 的高度上开始开伞,返回舱上的静压高度控制器通过测量大气压力判定高度,并自动打开伞舱盖,带出引导伞,引导伞再拉出减速伞。此时返回舱速度达每秒 186m左右,航天员将会受到很大的开伞冲击力。为了把冲击力减小,减速伞设计为两级充气——就是分两阶段开伞。第一步不全部张开,8s 后,待返回舱速度减小到一定程度后,再全部张开。减速伞的作用是把返回舱的速度降到每秒 90m左右。

而后1200平方米的主伞打开。主伞也像减速伞样,是两级充气。为防止万一主降落伞系统故障返回舱备有备份伞。在返回舱从 6km 高度向5km 下降时,另一个气压计将会进行计时。如果用时少于预计 ——即返回舱以高于正常开伞降落速度下降,它将会判断为主伞系统工作异常从而启动备份伞,保证航天员的安全。

测控区光学组返回的影像显示,降落伞打开后,有一个孔洞。一般降落伞顶上确实有一个洞被称为“孔口',孔口的目的是让空气高速流出,调整气流,让降落伞减少摆动,帮助降落伞摆正姿态不偏斜。其实在降落伞侧面开洞并不是没有,只不过通常是要对称的,否则会有旋转和偏移。但是视频上这个洞位于侧面,并不是对称设计,以前也没有注意到过这样的设计。

降落伞系统为载人飞船返回阶段的重要气动力减速装置。迄今为止,“神舟号”载人飞船降落伞系统为我国回收降落伞中结构最庞大和最复杂(系统共由7 千多个零部件组成) 的系统。

由考虑载人的因素,除了对产品可靠性要求极高外,同时还对降落伞的开伞动载、稳定性、下降速度等性能指标提出了严格的要求,降落伞的体积和重量方面也受到严格的限制,所以,该降落企系统的设计技术难度是非常大的,

和很多人想的不同,神舟的降落伞并不是一块整布,而是由1900多块耐400°C高温的小布由五院508所一块一块拼成的,布与布之间留有缝隙,缝隙四边都有加强型编织带沿经纬缝牢,以抵抗剧烈的撕扯力。

不过主伞出现了一个孔洞,并不是失效,一旦受到环境的影响,Z轴的特别明显旋转和偏移,备伞打开需要一定的高度和速度,不过,南航的团队对降落伞材料失效做过一些研究。

降落伞在1.7马赫的速度以下,破损不会扩大。神舟飞船返回舱开伞的速度远低于这个速度,所以理论上不会有彻底失效风险,但可能会对着陆稳定性、舒适性造成影响,也可能会增加其他额外的风险因素,也就是说主伞出现孔洞,不会让主伞失效,但是会存在一定危险性。

而至于落地后翻滚,很多网友讨论的时候,认为是反推的问题,但是从现场环境来看,应该是环境的可能性更大一些。

神舟飞船上共装有 56 台各种发动机,对飞船进行变轨、轨道维持、姿态控制和着陆反推,这些推力大小不同的发动机,分布在飞船推进舱、轨道舱和返回舱的不同部位,就像飞船的“船桨”,既可控制飞船的轨道、姿态,也可控制飞船的速度。当神舟返回时最后工作的发动机是反推发动机,在启动反推发动机前,返回舱将会排掉剩余推进剂。同时,航天员的缓冲座椅升起,准备接受着陆冲击力。在距地 1.2m 时,返回舱的 4 个反推发动机点火工作,主伞使返回舱以 7m/s 左右的速度着陆。反推火箭工作后,这速度会降到 2m/s 以下,保证了航天员的安全着陆,4 台反推发动机要在飞船即将落地的一刹那点火,是航天员落地前为飞船所提供的最后一道安全保障。

着陆时飞船的姿态有很多种因素决定,比如有强烈侧风、或者缓冲火箭推力不均匀、或者着陆地形不平以及没有及时切伞等,都会造成翻滚。

反推发动机启动时间以及均匀推力的这个是最可靠的,几乎就可以排除,最有可能得是地面不平或者强烈侧风,而根据当天的环境来看,强烈侧风以及钟摆姿态可能是最主要的原因。

载人飞船返回地球,是需要高可靠性、高安全性,任何失误都不允许发生,一点小事故对航天员都可能造成生命的影响,当然,接下来技术研究人员也将复盘,找出问题的所在,确保问题不再发生。

最后,我们也祝贺航天员顺利回家。

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