神舟十六号成功着陆,返回舱主伞“撕裂”引热议,一切尽在掌握?

2023-11-01 09:15:21 字數 2224 閱讀 4342

10月31日上午8时11分,神舟十六号载人飞船返回舱成功着陆东风着陆场,标志着本次载人天地往返任务圆满完成。

但在本次返回直播中的一个细节引起了许多网友的关注,直播画面显示,大约在7时58分左右,返回舱主伞完全打开后,在主伞顶部开孔偏下位置似乎有一个撕裂口。

放大后的**更加清晰的显示出这个破损口。

许多网友惊呼,这也太危险了。毕竟航天活动是容不得一点马虎的,上世纪的联盟一号宇宙飞船就是在返回阶段因为降落伞问题发生了坠毁。

那么神舟十六号返回舱主伞的撕裂口影响严重吗?其实返回舱降落过程中打开的各种伞都是有“洞”的。我们知道返回舱在打开降落伞之前的速度是非常快的,通常能达到200米每秒左右,数吨重的返回舱如果此时如果直接打开主伞,强烈的气流冲击会直接导致“炸伞”,因此第一个打开的是锥形带条降落伞,也被称为引导伞,相较于主伞来说,引导伞非常小,直径仅为一米左右,伞体结构可以称得上“破破烂烂”,这种结构可以避免高速气流撕裂伞体。

引导伞释放后会把更大的减速伞拽出来,减速伞类似于放大版的引导伞,为了避免降落伞本身被高速气流撕裂,减速伞也是一种锥形带条降落伞,同样具有“破破烂烂”的镂空结构。

减速伞可以把返回舱的速度降低至90米每秒左右,然后才是我们今天的主角——主降落伞登场,不同于引导伞和减速伞的结构,返回舱的主伞是一种环帆伞,整个一千两百平方米的伞面由降落伞径向带和纬向带拼缝好的环与帆组合而成。如下图所示可以看出主伞的伞面结构,以及结构之间的缝隙。

主伞上的“缝隙”结构可以使气流稳定通过,以增加伞体稳定性。环帆伞具有充气性能好,阻力系数大,稳定性好,抗损伤能力强的特点,即使在降落过程**现个别帆面破损,也不会发生整体的结构性撕裂。显然在本次神舟16号返回过程中,主伞在伞面出现破损的情况下依然经受住了考验。除此之外,我国的神舟系列返回舱都有副伞的备份设计,一旦主伞失效,副伞可以立即顶上,保证宇航员安全降落。

返回舱的主伞可以将返回舱下降速度降低到8米每秒左右,在距离地面一米高度时反推发动机点火再加上座椅缓冲的加持,足以使宇航员舒舒服服的落地。

再来说说返回舱主伞的开孔设置,孔口通常位于降落伞顶部,作用是为了让高速气流排出,帮助降落伞摆正姿态不偏斜,增加主伞稳定性。同样,其他航空强国的返回舱主伞也都有开孔设计。比如下图中波音公司的宇宙飞船降落伞开孔设置。

也有同学会问,那么为什么美国飞船返回舱主伞要在侧面设置这么多开孔呢?不同于我国的单伞降落,美国的“猎户座飞船”、“龙飞船”等多采用更为先进也更为复杂的多伞构成的群伞降落系统,为提高群伞系统的同步性和稳定性,避免主伞之间互相缠绕,必须在伞底周围设置开孔。

我国之所以没有采用群伞系统,主要是因为当前我国的返回舱重量较轻,单伞可以满足降落要求,而且单伞系统结构简单可靠。随着我国航天事业的发展,为了满足更高的运力,随着返回舱载荷的上升也必然要发展群伞系统。群伞系统虽然结构复杂,但是其负载大,而且多个伞互为备份,也非常安全。当年阿波罗15号降落过程中,在只有两个降落伞完全打开的情况下依然实现了安全着陆。

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