高歌 2007年05月25日 13:32
2003年10月15日是一个发射火箭的良好天气。早晨6时15分,身着蓝白相间色航天服的我国第一位航天员杨利伟,按预定程序进入神舟五号飞船的返回舱,坐到用合成材料特制的座椅上。这时,距离发射时间2小时45分钟,在他的身下是高高矗立在酒泉卫星发射中心的长征二号F火箭。
北京时间9时整,发射中心指挥员下达了点火起飞的号令,长征二号F火箭猛地喷吐出一束烈焰浓烟,在一阵强烈的轰鸣中,它高高托举着顶端的神舟五号载人飞船拔地而起,直冲蓝天。10分钟后,火箭将飞船安全送入预定轨道,稍后,航天员杨利伟向地面报告:“我感觉良好。”至此,中国成为世界上第三个把航天员送入太空的国家,中华民族的千年飞天梦想终于变成了现实。
具有强大推力和可靠性的运载火箭是人类进行太空飞行的天梯。因此,自1992年我国载人航天工程立项后,用于发射神舟飞船的长征二号F运载火箭就应运而生了。
如同苏联和美国发射载人飞船的火箭都是从发射卫星的运载火箭发展而来的一样,长征二号F火箭也是由发射卫星的火箭改进而成。它的原型是在我国对外商业卫星发射中崭露头角的长征二号E捆绑火箭。早在1990年,当长征二号E火箭首飞成功后,国外一些专家就评论说,这种火箭使中国具备了发射载人飞船的能力。但是,俗话说人命关天,要把一次性使用的卫星发射工具改成具有高质量和高可靠的运载火箭,进而确保航天员的安全,还需要进行大量扎实细致的技术工作。在长征二号F火箭历时8年的研制过程中,研制人员始终将可靠性和安全性放在首位,做了大量卓有成效的工作。
和长征二号E相比,长征二号F火箭在研制中采用了55项新技术,其中逃逸系统、故障检测处理系统、全冗余控制系统和三垂模式等10项关键技术达到了国际先进水平。
逃逸系统是根据火箭发射约70%的事故发生在上升段的统计情况设计的。长征二号F火箭的逃逸系统由低空和高空两组发动机、上部整流罩、栅格翼和释放装置、上支撑机构、下支撑机构和灭火装置组成。其中位于火箭整流罩顶部,高8米,远远看去如同避雷针一样的是低空发动机,人们习惯称它为逃逸塔,由主发动机、分离发动机、偏航俯仰发动机和配重段、尾裙仪器组成。高空发动机安装在整流罩上。有了这种逃逸系统,如果火箭在起飞前900秒到起飞后120秒时间段内,或者说火箭在0千米至39千米时发生故障,威胁到航天员的生命安全时,飞船就将被它拽着迅速逃离火箭,然后降落到安全地带,帮助航天员脱离险境。
逃逸系统在苏联和美国用于发射载人飞船的火箭上已经使用了几十年,但是在我国的长征火箭上却是首次使用,它被公认为是火箭研制中最难啃的硬骨头之一。但是,研制人员经过艰苦努力,攻克了所有技术难关,拿出了合格的产品。1998年10月19日,长征二号F的逃逸火箭从酒泉卫星发射中心腾空而起,成功地进行了零高度逃逸飞行试验。试验时,低空逃逸发动机的4个喷管和分离发动机的8个喷管喷出烈焰,携带飞船返回舱从地面疾速起飞,当飞到1.9千米的高度时,飞船返回舱与逃逸飞行器分离。这次试验是逃逸系统用于火箭飞行试验前的一次综合性试验。它检验了零高度状态下逃逸系统的气动特性、飞行器迅速脱离危险区的能力、逃逸程序的合理性和栅格翼释放机构的能力等。
逃逸系统的另一个关键部件是栅格翼。它由许多个薄如蝉翼的金属片组成,焊缝多达634条,总长度达150多米,同时焊接变形大,外形尺寸难以控制。长征二号F火箭问世前,世界上只有苏联/俄罗斯的联盟号运载火箭采用这种装置。试制之初,由于我国火箭首次采用这种结构件,加之国外技术封锁,没有任何可以借鉴的制造经验,技术人员和工人师傅们一时竟不知如何入手。但是,研制人员没有退缩,由工艺人员和工人组成的攻关组,在经过多次试验后,摸索出合理的焊接工艺,攻克了栅格翼研制的技术难关。