【《我国新一代载人飞船及其研制进度》全文一览】本文第一作者为中国载人航天工程副总师、神舟飞船系统总师张柏楠,全文从研制需求、初步方案、技术特点、研制进展及后续工作详细介绍了我国新一代载人飞船,以下为重点摘录:
我国新一代载人飞船的研制需求:
1)开展载人登月等载人深空探测任务,要求支持第二宇宙速度返回;
2)提升中国空间站运营效能,新飞船可提高货物上下行能力;
3)降低天地往返运输成本的需要;
4)天地往返运输技术持续发展的需要。
新一代载人飞船初步方案:
1)返回舱为钝头体构型,升阻比更大。由密封舱和非密封舱构成,与航天员无关设备可安装在非密封舱,非密封舱外层为可拆卸的新型低密度耐烧蚀防热结构。返回舱可重复使用,头部安装可展收头罩,舱内安装全向整体缓冲隔振系统等机构,提升航天员发射再入舒适性。
2)返回舱推进系统使用HAN基单组元无毒推进剂,以满足可复用要求;服务舱使用超大型表面张力贮箱,以提供足够高的速度增量;飞船应用高精度光学导航一体化导航技术,具备全自主运行能力,可降低地面飞控工作压力。
3)采用群伞进行减速回收,能适应陆上和水上着陆多种工况,陆上回收利用返回舱底部的气囊来实现缓冲着陆。
4)高承载太阳翼可实现在阳照区更高效率的发电,高比能量电池用于阴影区储能和供电。
5)考虑采用时间触发以太网进行数据传输,配备通用高性能计算机完成高速计算任务;一体化模块化先进电子系统,可实现整船数据管理和功能高可靠、高效率融合。
6)应用相变传热、热管、高性能涂层等最新热控技术,优化热控方案;应用固定式智能交互、便携式人机交互等先进技术,提供智能友好的人机交互环境。
7)基于VR技术开展舱内空间视觉环境设计以及个人卫生、就餐、工作和存储等设计,按照智能家居理念开展照明、娱乐、通讯和通风等智能控制设计,提供界面友好、舒适便捷的人居环境。
研制进展方面,目前已经完成缩比返回舱飞行试验、新一代载人飞船试验船飞行试验。
2016年6月25日20时,长七首飞发射的缩比返回舱最大直径2.6m,重约2.6t。它在在轨稳定运行19小时后返回,于6月26日15时41分返回,成功完成近地再入飞行试验。
此次飞行试验验证了返回舱新气动外形设计、高超声速再入气动测量系统技术、可重复使用技术,解决了无控再入飞行带来的落点精确控制问题。
2020年5月5日18时,长五B首飞发射的新一代载人飞船试验船,为返回舱与服务舱两舱构型,高8.8m,最大直径4.5m,总重21.6t。飞船在轨稳定运行2天19小时,通过7次自主轨控进入300km×8000km的大椭圆轨道,在远地点制动返回,再入速度超9km/s,于5月8日13:49安全着陆于东风着陆场。
该飞行试验成功验证了高速再入返回技术、新型防热材料的放热效果、群伞减速和气囊缓冲着陆技术、单组元推进剂发动机工作效能,并进一步验证了飞船复用技术。
新一代载人飞船的后续工作:
1)开展总体方案深化论证工作。其中,逃逸方案有逃逸塔和飞船自逃逸两种选择,需要通过详细比较论证,确定最终方案;平台功能方面,则计划采用先进技术,并开展新技术攻关研究,完善姿轨控、信息、能源、人机交互、载人环境控制等功能方案。
2)开展船箭一体化、电气系统一体化、环热控一体化等设计。
3)推行MBSE(基于模型的系统工程)方法在新一代载人飞船研制全生命周期的应用,从而提高项目系统整体质量,缩短研制周期。
4)进一步研究突破相关科学技术问题,包括:结构轻量化设计与分析研究、可重复使用技术体系研究、防热材料烧蚀机理研究、返回舱气动力热特性研究、高速再入返回技术研究、着陆及着水过程力学载荷特性分析研究等。
我国新一代载人飞船的研制需求:
1)开展载人登月等载人深空探测任务,要求支持第二宇宙速度返回;
2)提升中国空间站运营效能,新飞船可提高货物上下行能力;
3)降低天地往返运输成本的需要;
4)天地往返运输技术持续发展的需要。
新一代载人飞船初步方案:
1)返回舱为钝头体构型,升阻比更大。由密封舱和非密封舱构成,与航天员无关设备可安装在非密封舱,非密封舱外层为可拆卸的新型低密度耐烧蚀防热结构。返回舱可重复使用,头部安装可展收头罩,舱内安装全向整体缓冲隔振系统等机构,提升航天员发射再入舒适性。
2)返回舱推进系统使用HAN基单组元无毒推进剂,以满足可复用要求;服务舱使用超大型表面张力贮箱,以提供足够高的速度增量;飞船应用高精度光学导航一体化导航技术,具备全自主运行能力,可降低地面飞控工作压力。
3)采用群伞进行减速回收,能适应陆上和水上着陆多种工况,陆上回收利用返回舱底部的气囊来实现缓冲着陆。
4)高承载太阳翼可实现在阳照区更高效率的发电,高比能量电池用于阴影区储能和供电。
5)考虑采用时间触发以太网进行数据传输,配备通用高性能计算机完成高速计算任务;一体化模块化先进电子系统,可实现整船数据管理和功能高可靠、高效率融合。
6)应用相变传热、热管、高性能涂层等最新热控技术,优化热控方案;应用固定式智能交互、便携式人机交互等先进技术,提供智能友好的人机交互环境。
7)基于VR技术开展舱内空间视觉环境设计以及个人卫生、就餐、工作和存储等设计,按照智能家居理念开展照明、娱乐、通讯和通风等智能控制设计,提供界面友好、舒适便捷的人居环境。
研制进展方面,目前已经完成缩比返回舱飞行试验、新一代载人飞船试验船飞行试验。
2016年6月25日20时,长七首飞发射的缩比返回舱最大直径2.6m,重约2.6t。它在在轨稳定运行19小时后返回,于6月26日15时41分返回,成功完成近地再入飞行试验。
此次飞行试验验证了返回舱新气动外形设计、高超声速再入气动测量系统技术、可重复使用技术,解决了无控再入飞行带来的落点精确控制问题。
2020年5月5日18时,长五B首飞发射的新一代载人飞船试验船,为返回舱与服务舱两舱构型,高8.8m,最大直径4.5m,总重21.6t。飞船在轨稳定运行2天19小时,通过7次自主轨控进入300km×8000km的大椭圆轨道,在远地点制动返回,再入速度超9km/s,于5月8日13:49安全着陆于东风着陆场。
该飞行试验成功验证了高速再入返回技术、新型防热材料的放热效果、群伞减速和气囊缓冲着陆技术、单组元推进剂发动机工作效能,并进一步验证了飞船复用技术。
新一代载人飞船的后续工作:
1)开展总体方案深化论证工作。其中,逃逸方案有逃逸塔和飞船自逃逸两种选择,需要通过详细比较论证,确定最终方案;平台功能方面,则计划采用先进技术,并开展新技术攻关研究,完善姿轨控、信息、能源、人机交互、载人环境控制等功能方案。
2)开展船箭一体化、电气系统一体化、环热控一体化等设计。
3)推行MBSE(基于模型的系统工程)方法在新一代载人飞船研制全生命周期的应用,从而提高项目系统整体质量,缩短研制周期。
4)进一步研究突破相关科学技术问题,包括:结构轻量化设计与分析研究、可重复使用技术体系研究、防热材料烧蚀机理研究、返回舱气动力热特性研究、高速再入返回技术研究、着陆及着水过程力学载荷特性分析研究等。
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眼光长远才能虚怀如谷,态度温逊才能安然和睦,心有韧性,世事平衡,心若向阳,光彩照人生活就是一束阳光,你站在阳光中,迎着阳光看,满眼光明,身心温暖;转过身俯瞰阴影,满目黯然,暗自神伤。应对阳光和黑暗都在于自己的选择,保持一个乐观的心态,你才能更加欢乐的走完自己的路。
眼光长远才能虚怀如谷,态度温逊才能安然和睦,心有韧性,世事平衡,心若向阳,光彩照人生活就是一束阳光,你站在阳光中,迎着阳光看,满眼光明,身心温暖;转过身俯瞰阴影,满目黯然,暗自神伤。应对阳光和黑暗都在于自己的选择,保持一个乐观的心态,你才能更加欢乐的走完自己的路。
【神舟十三号对接时可能处在阴影区】#神舟十三号#发射窗口定于北京时间https://t.cn/A6MpLjPb .,根据#神舟十二号#交会对接的总计用时,大致估计#神舟十三号#在06:41左右捕获对接机构(图1),06:55左右完成对接(图2)。
对接完成时,飞船与空间站处在阴影区,因此从天和看神舟的背景应当是黑的(图3)。组合体这一圈在07:01进入阳照区,如果对接用时稍长,则有机会看到图4的情景。(图源:Seger Yu)
对接完成时,飞船与空间站处在阴影区,因此从天和看神舟的背景应当是黑的(图3)。组合体这一圈在07:01进入阳照区,如果对接用时稍长,则有机会看到图4的情景。(图源:Seger Yu)
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