運載火箭的故障檢測處理系統在火箭飛行過程中一直檢測運載火箭的飛行狀態，對運載火箭是否出現需要逃逸的故障進行判斷，並在確認火箭故障後自動發出逃逸信號。故障檢測處理系統還可以接收手動逃逸信號(由航天員或地面故障診斷系統發出)。逃逸系統一旦收到自動逃逸信號或手動逃逸信號，立即實施應急逃逸，將航天員帶離危險區，並為航天員的返回著陸提供必要的條件。
基本介紹
- 中文名：逃逸救生試驗
- 外文名：Escape life - saving test
- 關鍵階段：火箭發射階段
- 試驗階段：3個
- 飛行器：逃逸飛行器
- 重要性：載人工程關鍵技術之一
簡介,發展史,我國的逃逸救生試驗,
簡介
運載火箭的故障檢測處理系統在火箭飛行過程中一直檢測運載火箭的飛行狀態，對運載火箭是否出現需要逃逸的故障進行判斷，並在確認火箭故障後自動發出逃逸信號。故障檢測處理系統還可以接收手動逃逸信號(由航天員或地面故障診斷系統發出)。逃逸系統一旦收到自動逃逸信號或手動逃逸信號，立即實施應急逃逸，將航天員帶離危險區，並為航天員的返回著陸提供必要的條件。
逃逸救生試驗的關鍵突破點：
1、必須保障太空人安全逃離危險區；
2、逃逸過程中產生的過載、振動和噪聲等不能超過人的生理極限；
3、故障診斷系統必須在允許逃逸的最短時間內診斷故障並發出逃逸指令；
4、應急救生系統的設計不能影響火箭的工作並為飛船的改進留出餘量。
發展史
國外航天技術發展的歷史證明，威脅航天員的故障大多發生在火箭發射段，因此，解決火箭發射故障逃逸救生技術，是一項世界性難題。在完成載人航天飛行的上升段一軌道運行一返回的任務過程中，惡性事故發生機率最大區段是上升段。應急狀態的分布和產生的原因大致為：96%的故障是由運載器的結構發生的，2%的故障是地面操作人員的操作故障，2%的故障是有效載荷與運載器的分離故障。這些故障可分為不危險的、危險的、事故型的及災難性的。其中70%的故障都要終止飛行，另有30%的故障仍能按預定的軌道飛行。
逃逸救生系統的試驗研究經過模型研究及單個部件、機構、分系統和結構部段的地面試驗這二個階段後，要進入第三個階段的綜合飛行試驗，模擬各種事故環境條件的試驗，因為僅在飛行條件下才能提供可能發生的真實的事故條件。這裡應指出，救生裝置的飛行試驗往往是唯一能檢查它工作能力的手段 。“聯盟”、“阿波羅”的應急救生裝置的飛行試驗都是使用全尺寸飛船模型和模擬真實艙段的質量一慣性特性的逃逸飛行器所有部件，選擇並模擬最嚴重的工況模式進行試驗。這些工況有發射工況、最大速度頭工況、最大高度工況。
逃逸救生試驗
逃逸救生試驗逃逸飛行器是無控的飛行器, 飛行中的穩定性和機動性是依靠飛行器自身的氣動力來保證，因而逃逸飛行器的氣動設計正確及氣動特性的準度是逃逸飛行器設計的關鍵之一 。為了把逃逸飛行器外形設計成能在逃逸飛行器很寬的飛行攻角和飛行馬赫數範圍內同時滿足穩定性要求和機動性要求, 則要求逃逸飛行器的氣動特性隨馬赫數和攻角的變化很小,因此確定柵格翼的氣動特性是氣動設計的關鍵之一 。
柵格翼的氣動設計就是要通過柵格翼的氣動特性理論研究和試驗研究, 確定柵格翼的幾何尺寸, 如柵格翼的翼展、格距、翼弦、相對厚度、翼片數量和翼型等,以滿足逃逸飛行器對穩定性和機動性的要求。在試驗研究過程中曾遇到風洞模型的模擬準則問題,最終採用了面積相似的準則解決了柵格翼的風洞模擬問題。
逃逸發動機工作時, 逃逸飛行器處在逃逸發動機噴流作用下飛行 ,這時逃逸飛行器是在發動機尾流和空氣流混合作用的流場中 , 其噴流流場會大大影響飛行器周圍的流場, 強烈地影響飛行器的氣動特性。噴流對逃逸飛行器的影響研究是逃逸飛行器氣動設計的另一個關鍵課題。在研究噴流對逃逸飛行器氣動特性影響的過程中採用了計算機模擬技術、冷噴流實驗技術和熱噴流實驗技術,最終以冷噴流實驗結果經熱噴流實驗結果的修正套用於逃逸飛行器的設計。研究表明在有噴流的情況下,逃逸飛行器的壓心位置明顯改變,當馬赫數大於3.2 時,逃逸飛行器的壓心位置迅速前移, 這時 ,逃逸飛行器的逃逸飛行處於不穩定狀態 ,而在無噴流狀態下逃逸飛行器是靜穩定的 。在亞聲速時噴流作用增加了逃逸飛行器的阻力, 在超聲速時噴流作用減低了逃逸飛行器的阻力。噴流作用使法向力係數明顯地隨馬赫數和噴流壓力比增大而減小,在馬赫數大於4時,噴流幾乎把逃逸飛行器全螢幕蔽了,這時,逃逸飛行器幾乎不產生法向力 。
我國的逃逸救生試驗
長征二號F火箭的逃逸系統是在火箭發生災難性緊急故障的時候，在千鈞一髮之際，將載有航天員的飛船帶離故障火箭，以確保航天員生命安全的一個火箭系統。它的研製是在我國運載火箭歷史上首次開展的工作，技術難度大，儲備少。第一次從事載人工程零高度逃逸飛行試驗於1998年10月19日獲得了成功!
逃逸發動機結構特殊可靠性要求高，技術難度大，是載人工程關鍵技術之一。此項目國家投入資金巨大風險大，且要保證航天員的生命安全。他日以繼夜地與同事認真分析逃逸系統固體發動機設計上的獨特性。帶領大家以頑強的毅力對國外逃逸火箭技術進行研究，並結合我國固體發動機技術加緊研製。為滿足大推力、高總沖的技術要求他勇於創新，擬定出了可行技術方案，使這高難技術有了新的突破。
我國第四次飛行試驗是研製性無人飛行試驗，主要任務是進一步考核載人航天工程七大系統的工作性能、可靠性與安全性，逃逸技術狀態進一步完善；增加支持飛船自主應急返回功能，上升段逃逸與應急救生地面控制功能進一步完善；並針對前三次飛行試驗出現的問題，考核解決措施的有效性;驗證飛船人工控制、自主應急返回等新增功能與其它系統的協調性，進一步考核飛船載人環境並檢驗航天員參與情況下有關係統之間的協調性。
