长二F运载火箭是我国现役唯一一型载人运载火箭,你知道吗,它为护送“乘客”安全到点“下车”,解锁打开整流罩两个半罩的方式也很独特。
那么,它是如何进行解锁的呢?带着这一问题,让我们一起探索这个奥秘。
知识点:火箭整流罩如何解锁?
划重点:与众不同!机械锁解锁!
整流罩是一个保护罩,火箭在大气中飞行时,它将卫星、飞船等“乘客”罩在里边,保护它们不受外界气流、热噪声等环境影响,待完成使命后,整流罩要及时“开门”,保证“乘客”能够安全到点“下车”。
这个“开门”的动作,目前我国大多数火箭整流罩使用火工品解锁分离,如长三甲系列、长五系列、长七系列火箭的整流罩使用火工品解锁分离,而长二F火箭解锁方式比较特殊,它在国内首次使用一种机械锁式机构实现这一功能。这把锁的特点是多点联动,有点类似飞机舱门。
知识点:为什么要选择机械锁解锁?
划重点:机械锁承载力强,安全性、可靠性更高!
机械锁具有承载能力强、可检可测、可重复使用等优点,更加适应载人飞行高可靠、高安全的要求,因此,研制团队专门为载人火箭研发了这套解锁机构,类似机构在国外载人火箭也有过应用。
火箭院总体设计部机构专业副主任师乐晨介绍,载人火箭的特殊性,决定了火箭整流罩解锁装置既要满足正常飞行,又要满足逃逸飞行,以及在逃逸飞行时承受住一定的载荷压力。
经过详尽的计算,研制团队确定了锁的数量、连接力和空间位置布局,最终使用了5种规格共计32把锁,每个半罩16把,作为火箭整流罩的解锁机构。
知识点:如何“锁”,如何“开”?
划重点:32把锁,一声响!关键时刻开得了,锁得住!
在长二F火箭整流罩上,这32把锁分布的位置、大小、间距都不同,它们通过拉杆进行连接,每根拉杆就如同琴弦,要同时让它们执行一个动作同步解开,整流罩才能顺利“开门”,让航天员顺利进入太空。
“相比火工品分离解锁,这套机构要注意的更多。”乐晨说,要控制解锁力不能太大,大了可能解不开,也要保证锁足够结实,不能在运输、起吊等过程中发生大的变形,还要保证同步性,也就是实施解锁时,这32把锁要在不大于0.1秒的时间内全部解开,实现两个半罩打开,这对装配人员的要求非常高。
火箭院首都航天机械公司15车间铆接装配1组组长于卫东被称为载人火箭“解锁专家”,从长二F火箭研制开始,他一直承担该型火箭整流罩解锁机构的调试工作。
最开始,一启动程序,解锁机构“咔”“咔”的开锁声不绝于耳,有的锁甚至根本打不开。于卫东不断摸索拉杆长度的些微调整带来的改变,在时间上满足了设计要求。可于卫东没有就此满足,“钻”进参数里继续研究,不断微调拉杆的长度,“吃掉”锁加工、装配产生的误差。
这些年来,通过他和团队的努力,每一次载人火箭的解锁机构都达到0.02秒内“一声响”。
载人航天,人命关天。对载人火箭来说,载荷“无价”,整流罩解锁机构直接关系到航天员安全,就像一把把“生命锁”。无论研制人员还是装配人员,队伍里每一人都以最高最严的标准去对待它。
我们在设计上留有充分的裕度,并且在研制阶段开展了大量试验验证。目前我们对这套机构全生命周期严格检验和测试,确保上箭的每把锁都满足功能性能要求。另外负责这套机构的设计、工艺、操作等所有人员都有着多年工作经验,质量意识特别强,大家都为保障航天员安全尽己所能。
——乐晨
载人产品没有试错的机会,一定要万无一失。因此,我们在工作中通过多次调节,把锁之间的误差都消弭掉,并且仔细检查,决不允许出现任何的偏差,确保整流罩在该打开的时候,一声响必须达到完美。
——于卫东