解剖“神八”

时间:2022-09-15 04:12:30

解剖“神八”

“神舟八号”载人飞船采用三舱形结构,由轨道舱、返回舱、推进舱组成。整船全长8984毫米,底部最大直径2800毫米。船上设备共628件,起飞质量8130千克。与“神舟七号”相比,增加了交会对接功能,取消了气闸舱功能。飞船功率1800瓦,具有上行300千克、下行50千克的运输能力,可以支持3人5天独立飞行,在目标飞行器或空间站上停靠飞行6个月。

轨道舱。轨道舱是航天员在轨道飞行期间的生活舱、试验舱和货舱,内部装有多种试验设备和实验仪器,轨道舱的前端安装了对接机构、交会对接测量设备,用于支持与“天宫一号”目标飞行器实现交会对接。轨道舱一端设有舱门,作为进出目标飞行器的通道,航天员通过这个舱门可以进出目标飞行器。

推进舱。推进舱为飞船提供姿态控制、变轨和制动的动力,也为航天员提供氧气和水。推进舱外装有太阳能电池板,为飞船提供电能。推进舱作为飞船的动力舱段,配置了用于交会对接的平移和反推发动机。

返回舱。返回舱为钟型密封结构,是整个飞船的控制中心,也是航天员乘坐的舱段,航天员乘坐在返回舱里进入空间和返回地面。返回舱可搭载3名航天员,能承受飞船起飞上升段、轨道运行段及返回时再入大气层段的变速、过载和气动加热等考验。

为完成交会对接任务,“神舟八号”飞船配置了对接机构及各种交会对接测量设备。对接机构用于实现与目标飞行器的连接;由交会对接雷达、CCD光学成像敏感器、电视摄像机等构成的交会对接船载测量设备,用于测量与目标飞行器的相对位置和相对姿态;飞船的控制系统和推进系统在原来飞船的基础上,增加了平移控制发动机,用于为飞船向目标飞行器靠拢和分离过程中提供动力。

为提高飞船的可靠性和安全性,“神舟八号”飞船在载人航天一期工程载人飞船的基础上,还进行了大量的技术改进和优化设计。比如,改进了降落伞系统,减少了可能的破损,增强了降落伞的可靠性;改进了座椅提升装置,座椅提升装置采用高压氧气进行提升,消除原来使用材料可能产生有害气体对航天员的影响;采用光电转换效率高的电池片,提高了整船的供电能力。此外,还采用了新的计算机芯片,提高了运算速度、运算能力和存储能力。

系统组成

“神舟八号”载人飞船由14个分系统组成,即结构机构分系统、总体电路分系统、电源分系统、制导导航与控制分系统、推进分系统、数据管理分系统、测控与通信分系统、热控制分系统、环境控制与生命保障分系统、仪表照明分系统、乘员分系统、回收与着陆分系统、对接机构分系统、应急救生分系统。

与“神舟七号”载人飞船的分系统相比,为适应交会对接任务的需要,“神舟八号”载人飞船新增加了对接机构分系统。对接机构分系统的任务是,完成制导导航与控制创造的初始条件下,实现飞船与目标飞行器的对接、停靠与分离。具体功能是:在规定的初始条件范围内,实现两个航天器的捕获、缓冲、锁定和刚性连接,形成对接通道,形成两个航天器的电气连接;在组合体飞行期间,保持航天器的机构和电气安全连接状态,保证连接的刚度、强度及气密性;在联合飞行任务结束后,或在组合体出现故障的紧急状态下,迅速实现两个航天器的分离。

装船设备和试验

“神舟八号”载人飞船装船设备共计628台套,包括帆板、回收分系统正样降落伞组件等。共配置了90个各类软件,为实现飞船的各种功能提供支持。

围绕交会对接设计和目标飞行器长寿命设计,开展了试验验证覆盖性分析,进行了交会对接专项、互换性、可靠性、安全性、寿命试验等6大类试验。正样研制阶段,共进行了171项试验。

为保证交会对接任务的圆满成功,研制队伍还进行了交会对接专项试验。针对交会对接设计验证,从三个方面进行了13项验证试验:一是以飞行方案为主线,通过仿真或半物理仿真试验对轨道设计、控制方案及误差分析进行验证;二是通过交会测量敏感器单机试验和系统级试验,验证敏感器的功能、性能及精度指标;三是针对CCD、激光雷达、TV摄像机对光照条件及目标表面特性敏感,舱体多径效应对有关天线易产生干扰,不同敏感器之间存在光谱需错开等特点,进行了敏感器环境适应性验证试验。

通过对单机特性进行的分析,根据单机特点选择相应的条件,对“神舟八号”飞船进行了106台单机的拉偏试验。此外,还进行了20项其他专项试验。

“神舟八号”是一艘不载人飞船,主要是用来进行交会对接试验和相关技术验证。“神舟九号”和“神舟十号”飞船则是完全按标准载人状态配置各种系统和设备,可以用作载人交会对接飞行。如果“神舟八号”飞船任务进展顺利,有关部门可能决定利用“神舟九号”和“神舟十号”飞船进行载人航天飞行。如果进行载人飞行,在确保航天员安全的前提下,将安排由航天员手动控制交会对接及载人项目试验。

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