在神舟二十二號(hào)返航直播里,隨著降落傘的打開,返回艙呈現(xiàn)出晃晃悠悠的姿態(tài),感覺并不是太穩(wěn)。這時(shí)候,底部突然“哐”地掉了一大塊東西。常看飛船的返回的人都知道,這時(shí)候是時(shí)候要拋防熱大底了。這是神舟飛船著陸前的常規(guī)操作。
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但飛船底部的防熱大底扔完之后,緊接著頂部也跟著扔了東西,并且這回這東西不再是單獨(dú)的一個(gè),而是一套。
對(duì),沒錯(cuò),是一套圓環(huán)。這就奇怪了,防熱大底都扔完了,咋還頂部又扔了一套圓環(huán)“雙掛”?這東西是干啥用的?
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圈叔先解釋一下,這在航天中不叫扔,而叫做切換。
我們并不是把那套圓環(huán)拋棄了,而是切換。專業(yè)一點(diǎn)的名詞叫做從“單點(diǎn)吊掛”模式,切換成“雙點(diǎn)垂直吊掛”模式。
打開主傘之后,防熱大底扔掉之后,這個(gè)返回艙在主傘的牽引下,依舊是顯得晃晃地,對(duì)吧?怎么能讓這個(gè)晃蕩的幅度,讓航天員能夠接受,能更舒服呢?
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這就得讓降落傘的主吊帶,換個(gè)連接方式了。原來打開的主傘,連接方式是單點(diǎn)吊掛。這樣的結(jié)果雖然步驟簡單,但是不穩(wěn)定。于是我們就把原來的單點(diǎn)吊掛,在拋防熱大底之后,解開。并同時(shí)拉起兩根對(duì)稱的吊帶,一左一右穩(wěn)穩(wěn)吊著返回艙。這就像是你背單肩背包和雙肩背包的區(qū)別。用了雙肩背包,就不晃了。
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這個(gè)過程轉(zhuǎn)換就叫做雙電垂直吊掛,也叫“雙掛”。
所以,我們看到的是扔了一套東西,其實(shí)是原來的額單點(diǎn)連接裝置完成使命之后,不再受力,而藏在單點(diǎn)連接裝置下方一側(cè)的雙吊帶系統(tǒng)開始接手新的工作,為了給雙吊帶系統(tǒng)讓位置,單點(diǎn)系統(tǒng)就被“拋”了。
這個(gè)“雙掛”的上場(chǎng)時(shí)間,很講究。
一般是返回艙下降到離地面還有6公里高度時(shí)候,在確定已經(jīng)拋掉了減速傘,并且主傘已經(jīng)打開,在大概距離地面10公里高度扔掉防熱大底,露出底部的4臺(tái)反推發(fā)動(dòng)機(jī)之后,就輪到“雙掛”系統(tǒng)登場(chǎng)了。
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具體怎么操作的呢?靠的是火工品。這其實(shí)是一套精密的、用電點(diǎn)燃的“小爆炸裝置”,這個(gè)裝置在到達(dá)指定高度時(shí)候瞬間解鎖。完全自動(dòng)化,不需要人工干預(yù)。然后,事先設(shè)計(jì)好的一長一短兩根垂直吊帶迅速被拉直、繃緊、開始受力。幾乎在同一瞬間,原來的單點(diǎn)吊掛就不再承擔(dān)重量了,被兩根垂直吊帶占用了原來位置的單點(diǎn)吊掛,在畫面上,就像頂上“掉了點(diǎn)東西”一樣,被“拋棄”了。
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整個(gè)過程干凈利落,毫秒級(jí)完成。
你可能會(huì)問:好好的單點(diǎn)吊著不行嗎?干嘛非要費(fèi)這么大勁切換成雙點(diǎn)?
問得好。這還真不是多此一舉,而是為了三件大事:
第一,讓返回艙姿態(tài)更平、更穩(wěn),航天員更舒服。
單點(diǎn)吊掛的時(shí)候,返回艙是傾斜著被吊起來的,就像歪著腦袋走路。一陣風(fēng)吹過來,它就左右搖擺,甚至還會(huì)自己打轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。航天員在里面可不好受,晃來晃去的。
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換成雙點(diǎn)垂直吊掛之后,兩根吊帶對(duì)稱受力,返回艙一下子就“正”過來了,像天平一樣穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)。不歪、不斜、不打轉(zhuǎn)。航天員的體感從“坐過山車”變成了“坐電梯”,舒適度大大提升。
第二,確保“大底朝下”,讓反推發(fā)動(dòng)機(jī)正對(duì)著地面。
這個(gè)太關(guān)鍵了。之前拋掉防熱大底,就是為了把底部的4臺(tái)反推發(fā)動(dòng)機(jī)露出來。這幾臺(tái)小火箭要在距離地面僅1米的時(shí)候同時(shí)點(diǎn)火,進(jìn)行最后的減速緩沖。
但是,如果返回艙是歪斜著被吊著的,那底部就不是垂直朝下,而是斜著的。反推發(fā)動(dòng)機(jī)一點(diǎn)火,推力方向也是斜的,輕則著陸不穩(wěn),重則翻倒,航天員可就危險(xiǎn)了。
雙掛系統(tǒng)能保證返回艙始終底部垂直朝下,像個(gè)鉛錘一樣。這樣,反推發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火時(shí),推力正好垂直向上,抵消下降的速度,實(shí)現(xiàn)最理想的“軟著陸”。
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第三,讓著陸緩沖系統(tǒng)受力更均勻,更安全。
返回艙的底部有吸能結(jié)構(gòu),座椅上也有緩沖裝置。這些都是按照垂直、均勻受力來設(shè)計(jì)的。如果是單點(diǎn)吊掛著陸,沖擊力會(huì)偏向一側(cè),可能造成一側(cè)的緩沖結(jié)構(gòu)被壓到底,另一側(cè)還沒怎么受力,效果大打折扣。
雙掛系統(tǒng)讓沖擊載荷均勻分布在返回艙底部四周,所有緩沖裝置都能同步工作,發(fā)揮最佳效果。簡單說,就是讓航天員受到的沖擊力更小、更均勻。
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