航天科技四院守护神舟、梦舟两次零高度飞行试验侧记

文章来源:中国航天报 发布时间:2025-06-24

6月17日,我国新一代载人飞船“梦舟”零高度逃逸飞行试验取得圆满成功,我国载人月球探测工程研制工作取得新的重要突破。

航天科技集团四院为本次零高度逃逸飞行试验提供了全部动力系统。这是继1998年助力神舟载人飞船零高度逃逸飞行试验圆满成功后,时隔27年,四院再度参与此项试验。

27年,两次零高度试验,跨越万水千山,四院固体动力始终是中国航天员放心巡天的安全“守护神”。

27年间两次意义非凡的飞行

自1992年年底承担神舟飞船逃逸救生系统动力装置研制重任后,面对全新的技术领域,四院科研人员从零开始,进行了6年艰苦探索。

1998年10月19日,酒泉卫星发射中心,在震天动地的轰响中,逃逸塔拽着飞船腾空而起,由四院研制的逃逸固体发动机次第成功点火,载人航天工程研制中最关键的航天员逃逸救生试验地面验证成功。

此后,从“神舟一号”到“神舟二十号”,四院逃逸系统发动机次次不辱使命,被誉为航天员的“生命之塔”。

2025年6月17日12时30分,还是在酒泉卫星发射中心,梦舟飞船逃逸发动机在地面成功点火,船塔组合体在固体发动机的推动下腾空而起,约20秒后到达预定高度,返回舱与逃逸塔实现安全分离,降落伞顺利展开。12时32分,返回舱使用气囊缓冲方式安全着陆于试验落区预定区域,试验取得圆满成功。

这是四院新型逃逸发动机在我国新一代载人飞船中首次应用并成功进行零高度飞行试验,拉开了四院固体动力参与月球探测任务的序幕。

两型逃逸系统动力装置各具特色

神舟飞船逃逸救生系统属于运载火箭系统,其动力装置由4型10台发动机组成。而梦舟飞船逃逸固体动力系统作为新一代载人飞船逃逸与应急救生分系统,由三型3台固体发动机组成,分别为逃逸主发动机、分离发动机和姿控发动机。

与神舟飞船相比,梦舟飞船改变了以往“火箭负责逃逸、飞船负责救生”模式,由飞船系统抓总逃逸总体职能。

梦舟飞船逃逸固体动力系统采取模块化设计,分离发动机可提供轴向侧向一体化输出推力,姿控发动机“一机多能”,可依据飞船系统发出的控制指令,提供连续、全方位、可调节推力,实现对塔返组合体飞行全程姿态控制,确保火箭上升过程中一旦发生紧急故障,逃逸塔能将载有航天员的飞船返回舱快速带离危险区,并确保航天员安全返回地面。

360度无死角逃逸更安全更舒适

作为保障航天员生命安全的关键系统,梦舟飞船逃逸系统设计以“满足发射全程安全逃逸”为目标,按照“高可靠、高安全、全方位可逃、全程姿态可控”的总体要求,创新性采用“大气层内逃逸塔逃逸+大气层外整船逃逸”方案。

相比长征二号F运载火箭逃逸固体发动机,梦舟飞船逃逸固体发动机功能、性能大幅提升。逃逸主发动机采用双级推力,一级大推力可使航天员迅速脱离危险区,二级小推力可降低航天员承受的过载,以保障航天员的体验感和舒适度。

逃逸分离发动机采用大尺寸斜置斜切喷管、轴向侧向推力一体化设计,将原有的分离发动机和控制发动机功能合二为一,有效降低了火箭正常上升以及逃逸塔逃逸飞行时的气动阻力,提升了逃逸塔分离可靠性。在正常飞行工况时,仅需分离发动机工作,单机即可实现分离和侧推两种功能。

逃逸姿控发动机是我国首型固体姿态控制、连续推力可调、固体姿态连续调节控制的大型全方位、变推力固体发动机,具有高可靠、高精度、快响应的特点,使飞船具备全方位逃逸能力和落点精确控制能力,显著提升了逃逸飞行器控制品质和航天舒适性。

攻克和应用多项关键技术

相较神舟飞船逃逸发动机,梦舟飞船逃逸发动机在各个方面都进行了升级,特别是在发动机推进剂、推力连续调节控制、材料和生产试验等各环节,四院研制队伍大力协同、集智攻关,攻克了多项关键技术,带动了固体发动机关键技术的创新与进步。

伺服系统首次由四院抓总研制,采用了自主研制的高性能传感器和电机。负责发动机控制的主用和备用两款软件与算法均由四院自主研发。逃逸姿态控制发动机应用了新型洁净推进剂,不仅发动机燃烧性能和可靠性更高,而且更加绿色环保。发动机总装过程引入了智能化检测设备,能更加精准预判质量风险,保证产品高质量交付。

探索浩瀚宇宙,发展航天事业,建设航天强国,是我们不懈追求的航天梦。当新型固体发动机的尾焰划破戈壁的寂静,四院干部职工以航天报国的坚定信念,在天地之间再次写下炽热赤诚的答案,并将用实际行动和可靠动力持续为载人登月梦想的实现保驾护航。

肆轩