多用途飛船縮比返回艙

多用途飛船縮比返回艙是長征七號運載火箭首飛搭載載荷之一，屬於新一代載人飛船返回艙正式型的縮小版。返回艙是由中國空間技術研究院（航天五院）抓總研製的我國未來載人深空探測任務關鍵產品。

多用途飛船縮比返回艙高度約2.3米，最大外徑2.6米，總質量約2.8噸，採用返回艙和過渡段的兩艙構型。

多用途飛船縮比返回艙瞄準的是我國未來載人深空探測，全方位滿足後續在軌服務套用以及低成本天地往返運輸的使用需求。

2016年6月25日，長征七號運載火箭搭載多用途飛船縮比返回艙在進行了約20個小時在軌飛行後，於6月26日15點41分成功著陸在內蒙古東風著陸場。

基本介紹

• 中文名：多用途飛船縮比返回艙
• 所屬國家：中華人民共和國
• 研製單位：中國空間技術研究院
• 發射場：海南文昌航天發射場
• 質量：約2.8噸
• 高度：約2.3米
• 最大外徑：2.6米
• 首飛日期：2016年6月25日20時00分
• 飛行時間：約20小時
• 著陸時間：2016年6月26日15時41分

結構設計

外形特點

多用途飛船縮比返回艙是新一代載人飛船正式型的縮小版，身高2.6米，最大外徑2.6米，重約2.8噸，呈“上面小、下面大”的倒錐形，採用返回艙和過渡段的兩艙構型。

多用途飛船縮比返回艙

內部結構

多用途飛船縮比返回艙為圓錐側壁加球冠大底的結構構型，其結構主體分為頂部、側壁、大底三部分。

頂部是返回艙的主要承力部件，需在返回段開傘過程中抵抗嚴苛的衝擊載荷。頂部有傘艙、彈射器、GNSS 天線、黑障天線等設備。

側壁包括防熱層、蜂窩板和壁板，其中防熱層有4塊，並與蜂窩板貼上在一起，再用螺接的方式與壁板上的筋相連線。側壁上主要安裝有姿態控制、氣動測量功能的設備。

內部結構

大底是緩衝著陸衝擊載荷的關鍵部位，由內外兩層蒙皮以及夾筋桁條組成。大底由金屬大底和防熱大底兩部分組成，其中金屬大底上主要安裝有信息管理、能源管理、回收、氣動測量等功能的設備；防熱大底上布設了氣動測量功能設備。

技術特點

形似金屬不倒翁 “實戰”檢驗氣動外形

不同於它的神舟飛船先輩們“鐘罩式”的外形，多用途返回艙看起來更像一個頭部窄巧、底部敦實的“金屬不倒翁”。再入大氣層的飛行過程中採取了大底朝前、小頭朝後的“仰臥”姿態，安裝在頭頂的主降落傘系統順勢迎風開傘。[62]

新一代載人飛船

此次任務中，返回艙通過配置氣動測量感測器，能夠測量返回艙再入大氣層過程中的返回艙表面壓力、溫度和熱流等數據，獲取返回艙氣動特性參數。這種通過實戰來檢驗氣動外形的驗證形式在國內尚屬首次，因此獲得的數據也彌足珍貴，突破並驗證了未來載人飛船返回艙的新氣動外形設計。

返回艙也可重複使用 首次採用新材料

為了實現降本增效，返回艙在可重複使用技術上進行了探索，主要包含基礎結構和電子產品兩方面。

新一代載人飛船

返回艙採取了“金屬結構+防熱結構”的雙層設計方案，其中防熱結構是可以拆卸的，因此在大氣層被灼蝕的防熱結構在返回地面後，可拆卸、更換。這樣做不僅將節省大量的運營成本，還將縮短研製周期。

在這次的返回艙中，使用了多台隨神舟飛船飛天后返回的設備，技術人員經過充分的檢驗、測試，“復活”了這些返回的設備，讓他們成為了此次返回艙的組成部分。

值得一提的是，返回艙採用新型合金材料，這一材料在我國太空飛行器的主結構上還是首次使用。和當前主流的太空飛行器鋁鎂合金相比，它的強度更強、韌性更足，這意味著我國未來太空飛行器有更為強健的鋼筋鐵骨，將極大地提升太空飛行器的性能、延長太空飛行器的壽命。

超音速穩定傘防“掉頭” 回收著陸技術邁入新階段

安全著陸是多用途飛船縮比返回艙試驗任務的最後一根“接力棒”。

發射前

返回試驗艙的氣動外形是未經在軌飛行試驗驗證的全新設計，雖然主降落傘系統能夠實現360度開傘功能，但技術人員充分考慮到返回艙在再入飛行中有可能會出現小頭朝前、大頭朝後的俯衝姿態，返回艙逆風而行，所以採用安裝超聲速穩定傘增強主降落傘系統開傘的可靠性。充氣張開的超聲速穩定傘像一頂保駕護航的小黃帽，半球形的“頭頂”和連線帶拖曳著多用途飛船返回艙。一旦出現“掉頭”現象，超聲速穩定傘可憑藉風力矯正返回艙的飛行姿態，從而保障主降落傘的正常工作。

試驗過程

2016年6月25日20時，長征七號運載火箭在海南文昌航天發射場發射升空。20時10分，載荷組合體與火箭成功分離，成功將多用途飛船縮比返回艙送入進入近地點200千米、遠地點394千米的橢圓軌道。

長征七號發射

2016年6月26日15時04分許，長征七號搭載的上面級和返回艙組合體在飛行第13圈後，遠征1A上面級開始第三次點火返回制動，返回艙與上面級順利進入預定的返回軌道。隨後，上面級調整姿態使返回艙呈現與水平面約50多度的返回姿態。

15時17分許，在距地面約170公里的太空中返回艙與上面級與分離。級返分離後，上面級按預設程式開始第四次點火軌道制動，抬升至安全運行軌道。隨後，著陸場系統的測控設備開始對返回艙實施測控跟蹤，在經歷再入大氣層、通過黑障等階段後，在距地面20多公里高空，返回艙打開穩定傘並穩定姿態。接著，返回艙脫掉穩定傘，彈出傘艙蓋，打開了減速傘，主降落傘在減速傘的拖拉下成功打開。

15點41分，返回艙成功著陸在內蒙古巴丹吉林沙漠腹地的東風著陸場西南戈壁區，外觀良好，狀態正常。

23時，返回艙檢查回收完畢，安全轉運至酒泉衛星發射中心。

主要任務

獲取返回艙飛行氣動力和氣動熱數據，驗證可拆卸防熱結構設計、新型輕量化金屬材料製造等關鍵技術，並開展黑障通信技術試驗。

意義

多用途飛船縮比返回艙的成功回收，為後續新型載人飛船的論證設計和關鍵技術攻關奠定了重要基礎，標誌著我國長征七號運載火箭首飛任務既定目標全部實現。

意義

作為我國新一代載人飛船的首次試驗飛行，表明新一代載人飛船前期研發工作已經啟動。意味著我國新一代多用途飛船整體性能將實現躍升，將可以搭乘更多的航天員，還能到達更遠的深空，滿足未來載人深空探測任務。

此次飛行試驗成功驗證了我國新一代多用途飛船的返回艙新氣動外形，突破了太空飛行器可重複使用設計、驗證及評估技術，新型金屬材料產品也經受住了苛刻返迴環境的考驗。這標誌著我國載人深空探測技術邁上了新的台階，為未來載人深空探測任務奠定了基礎。