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世界快播:“神州第一伞”十次护佑航天员回家

  • 2023-06-04 11:59:30 来源:科技日报

张亚婧 冯昊 李莉 科技日报记者 付毅飞


(资料图片)

又见红白大伞,护航神舟回家。

2023年6月4日清晨,在万众期待之中,一顶红白相间的大伞如约绽放,守护着神舟十五号载人飞船返回舱徐徐飘落、稳稳着陆。在完成6个月的飞行后,“圆梦乘组”平安回家。

这顶特大型降落伞由中国航天科技集团五院508所研制,伞衣面积达1200平方米,若在地面铺展开来大约可覆盖3个标准篮球场,是目前国内面积最大的航天器降落伞,被誉为“神州第一伞”。

从2003年神舟五号送杨利伟往返天地,到如今神舟十五号“圆梦”归来,伞花连续绽放,不仅见证了中国人飞天逐梦的十次凯旋,更护佑着航天员天外归来的十分平安。

自立自强打造“平安伞”

从20世纪70年代起,我国通过研制和发射返回式卫星,掌握了卫星回收技术,积累了无人航天器降落伞的研制经验。1992年载人航天工程立项后,迫切要求我国发展载人航天器回收技术。“载人航天,人命关天”,要回收载人飞船,无论在技术难度,还是在产品制造和质量控制要求上,都需要实现质的飞跃。

降落伞是确保载人飞船进入大气层后安全返回的关键依仗。载人的因素对相关产品的可靠性,以及开伞动载、稳定性、下降速度等性能指标,提出了极为严苛的要求。曾有同志想“走捷径”,提议能否从国外引进相关技术,但除了对方提出的1500万美元天价技术转让费,引进了技术也不等于拿来就可以直接使用。技术能不能行、产品可不可靠,都是未知数。

“一定要自力更生!”面对险峻的航天科技高峰,飞船回收着陆分系统研制团队摒弃了技术引进的选项,踏上了艰难的“平安伞”攻关之路。

从方案制定到产品详细设计,从图纸下厂加工到产品配套交货,每经历一次哪怕十分细小的技术改进,回收着陆分系统研制团队都要用大量试验进行充分验证。

烈日酷暑中,数九寒天里,他们一次次爬上高耸入云的试验塔,一次次扎进偏僻难行的山沟,一次次踏入人迹罕至的茫茫戈壁,一次次熬过灯火通明的漫漫长夜。这些不仅是对团队技术能力的考验,更是对他们体力、耐力和信念的极大挑战。

经过多年艰苦攻关,研制团队先后攻克了特大型降落伞设计缝制及验证、可适应多轨道的回收程序控制、着陆缓冲、空投试验、伞舱盖防撞气囊等多项技术难关。

2003年10月16日,神舟五号载人飞船成功着陆,航天英雄杨利伟平安出舱。这次任务不仅是我国航天事业的里程碑,也让“平安伞”经受住了实战检验,是我国航天器回收着陆技术成熟的标志和发展的里程碑。

每个步骤必须做到一百分

“成功不代表成熟,成熟不代表可靠。”这是508所回收着陆分系统研制团队牢记的一条铁律。

神舟飞船主伞作为国内最大的航天器降落伞,由7000多个零部件组成。整个伞的缝线长达10公里,需要十几位加工人员密切合作加工三四个月才能完成。仅主份降落伞的加工工序,就有30多道。

人命关天的事情,容不得一丁点马虎。设计、选材、裁剪、缝制、质检、包伞、试验,每一个环节、每一个步骤都必须做到一百分。

在508所降落伞研制中心里,工人们拿着卡尺,仔细地测量着每块布的大小、每个针脚的间距。每顶大伞都由1920块楔形小布片组成,因为载人航天对精度要求高,不能像别的降落伞在大型机械裁床上加工,只能采用人工剪裁,一层一层地裁,每裁一次都要反复测量,稍不注意就会产生废品。尤其加工到关键环节,精神必须高度集中,好像参加了一场高考。

加工现场,20多名缝纫工“埋”在一堆红色和白色的伞布当中,紧张有序地进行降落伞的缝制。他们屏气凝神地操作着缝纫机,随着哒哒哒的声响,熟练地移动手中的伞衣,控制着针脚的密度,一针一针,精准无误地落到指定位置。北京市技能大师工作室主要带头人牛国永说:“每厘米要缝多少针,经过严格测试,都有精确的数据要求,一分一毫都不能差。”

缝制完成的降落伞,还要整齐有序地叠在伞包中。包伞过程有几十道工序,每一步都不可逆,折叠后的伞衣环幅要保证平坦整齐,伞衣无漏折,边缘无内折。

包伞时,20多名工作人员排成一排,听着口号一起向前卷动伞衣。由于大伞太大,所有人只能站着包伞,还得时不时弯腰整理伞衣,时间一长,有的人腰就酸了,腿也麻了,但每顶伞都要这样一连干好几天。

在伞衣和伞绳依靠包伞机的巨大压力全部装填进伞包后,就需要封住伞包口。“封包”动作必须在压力解除、但伞衣还未来得及膨胀的间隙完成,时间最多十几分钟。这个环节常让工作人员感慨:“强度不亚于在健身房锻炼2小时。”

青春之花绚烂绽放

回顾我国航天事业发展历程,五院在航天器回收领域已经耕耘了半个多世纪。在王希季等老一辈航天人的大力推动下,我国在研制返回式卫星过程中,于1973年底攻克了回收系统尤其是降落伞等技术难关。如今,从无伞到有伞,从无人伞到有人伞,从试验用伞到成熟大伞,我国的航天器回收着陆技术取得了长足进步。

2021年以来,我国载人航天工程迎来重大任务密集发射期,神舟载人飞船也开启了在研多批并行开展、研制阶段接续交替的任务模式,每年发射2艘。面对新常态,508所回收着陆分系统研制团队早已做好准备。从2021年9月神舟十二号到2023年6月神舟十五号返回,他们两年4次出征、4次凯旋,经受住了考验.

重视传承,让这支队伍更加强大。写技术报告,老同志先提出思路,然后交给年轻人完成;分析问题,先让年轻人讲,谁说得有理,就采纳谁的意见,然后再将自己的意见补充进去。在前辈的悉心指导下,年轻人挑大梁、担重任,出色地完成了一次又一次返回任务,成为“最美奋斗者神舟团队中的青年骨干。

神舟十五号飞行任务是空间站应用与发展阶段的起点,也是回收着陆分系统载人返回十战十捷的重要节点。“90后”姑娘、降落伞子系统主管设计师孙嘉璘勇于创新突破,制作了降落伞包装过程质量控制电子图册,有效提高了状态记录的全面性、准确性和可回溯性。见证“圆梦乘组”安全返回后,她说:“当看到红白伞花绽放在戈壁荒漠上空,我的青春之花也在那一刻绚烂地绽放了。”

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