新一代载人飞船是飞船加服务舱两节模式,新飞船有两个舱门吗?

供稿:hz-xin.com     日期:2025-01-08

我国新一代载人飞船采用两舱结构,分别是服务舱和返回舱。返回舱底部没有可供宇航员通过的仓口。

服务舱又叫推进舱、设备舱或仪器舱,它一般紧接在座舱后面。通常安装推进系统、电源、气瓶和水箱等设备,起保障和服务作用,为飞船提供动力,为航天员提供氧气和水。

服务仓内全为自动化设备,不需要宇航员进入操作,同时是也为了节约空间,不预留宇航员活动空间。所以也就不会在返回舱设置仓门供宇航员进入。

上图为美国典型的两仓宇宙飞船内部结构。可以看出服务仓未预留宇航员活动空间,内部全部为动力设备和保障仪器。

我国新一代载人飞船

我国新一代载人飞船8.8米长,最大直径约4.5米,体重21.6吨。新飞船的外观和结构更简洁,从“神舟”由返回舱、服务舱和轨道舱的三舱结构,改为倒锥形大直径返回舱加服务舱的两舱结构,其搭载能力也从“神舟”最多3人提升至6-7人。

取消轨道舱意味着新一代载人飞船为与未来的空间站对接设计,宇航员无法出仓活动。因为沉重的宇航服储存在轨道舱内。不过根据航天计划的不同,将来完全可以在返回舱上面加装登月仓等装置。

综上所述,我国新一代载人飞船与美国最新龙式飞船和俄罗斯正研发中的下一代飞船结构特点比较相似,技术各有千秋,达到国际先进水平。其仓门只保留返回舱顶部的一个仓门即可满足需要。

2020年5月8日13时49分,随长征五号B型火箭发射上天的我国新一代载人飞船试验船返回舱成功返回,降落在巴丹吉林沙漠四子王旗东风着陆场,首次真机试验任务宣告完成,这是我国载人航天工程中的又一重大成果。

13点45到50分之间时,新一代载人飞船试验船返回舱随着三朵巨大的红白 “伞花”在东风回收着陆场上从天而降,在降落伞的拖曳下,返回舱来回摇曳着缓缓向地面降落,6个避撞气囊在返回舱的底部打开,落地时起到了很好的缓冲作用,返回舱平稳着陆,返回过程一切顺利,也代表着新一代载人飞船的本次飞行试验任务圆满成功!

与以前的神舟系列飞船相比,我国新一代载人飞船各方面数据和功能都强多了,新一代载人飞船尺寸更大、长达8.8米,为服务舱加返回舱两节结构,各有一个舱门,总重量近22吨;其容量更大,可以最多搭载7名航天员;技术更先进,智能化较高,自主性很;使用更经济更安全,它既可以载人也可以运货,功能相当于一辆客货两用车;而且还可以重复使用,每台大概可重复使用10次左右,基本与美国当年的航天飞机具有运输同种功能;不同的只是两者的返回方式,航天飞机采用滑翔式降落,而新一代载人飞船降落时采用“群伞+气囊”的着陆方式,从降落过程来看,试验船表现堪称完美。

那么我国这艘新一代载人飞船迟迟上天都验证了什么技术呢?有什么黑 科技 呢?具体来看至少要如下这些国际领先或先进的技术,值得我们关注和自豪!

1,单组元无毒发动机

在新一代载人飞船的在轨飞行阶段,其首次采用的国际上推力最大的单组元无毒发动机,该发动机特点是使用HAN 推进剂,具有无毒、无污染、低冰点、密度大、比冲高和使用维护成本低等优点。

2,智能化自主轨控技术

新一代载人飞船升空在轨运行期间,需要发动机对其进行轨道调整和姿态控制,经历了7次变轨,每一次还都要进行姿态调整,这项技术很好的保持了飞船的三轴对地姿态以及变轨和制动期间的姿态稳定性;轨控发动机实现多次自主变轨,并成功执行返回制动,精准操控着试验船完成太空“智能”飞行。

3,时间触发以太网星载原型系统

可能不少朋友看到上面这个系统名字感到有点儿发懵,从本质上说它其实是一个高速局域网,科研人员在飞船上搭建了局域网链接将各个系统联通了起来。其速率达到了千兆网的水平,与当前主流局域网速率相比,其性能提升了1000倍,据报道来看,该系统在试验过程中完成了时钟同步、多源数据采样、高清图像传输等功能验证,实现了系统间数据的高速传输;这是我国首次开展该技术的空间试验,有着全球领先的功能。

4,高效智能的综合电子系统

在试验船在轨运行过程中,试验船的状态保持,与地面之间的通讯操作,需要科学准确的电子系统处理,这套综合电子系统出色完成了整船总线管理、时间系统管理、数据存储、触点信号处理,以及热控管理等功能,让飞船的运行和返回更高效。

5,准确智能的制导、导航和控制(GNC)系统

新一代载人飞船的入轨和返回都离不开精确的制导和位置的导航与控制操作,为此五院502所GNC系统工程师们设计了新型预测-校正轨迹控制策略,这套系统能够根据飞船的当前飞行状态,准确判断与目的地的偏差,同时考虑任务的特殊要求,综合性调整飞船方向并决定后续飞行轨迹,进而精准地控制飞船准确飞行。

6,高强度防高温全新“铠甲”

当新一代载人飞船试验船返回舱再入集成的时候,由于极高的速度会和大气层发生摩擦烧蚀现象,这需要飞船的外壳具有高强度结构和防高温的功能,新一代载人飞船首次采用了新型防热结构与轻质材料,使得重量同比降低超过30%的基础上达到了极高的防热效率,不仅能承受住再入返回过程中上千度的高温烧蚀,保护了返回舱的安全,而且首次采用可拆卸更换设计,提高了可重复使用率,再次使用时只需要更换一套新的防热结构就可以了。

7,“五伞系统”为降落保驾护航

新一代载人飞船采用了2具减速伞和3具巨型主降落伞。由于新船返回舱比神舟飞船返回舱更大更重,因此也需要更为强劲的减速装备。传统的单伞减速方案需要研制更大的降落伞,无论从安全保障还是在技术上,都不如直接使用增加降落伞数量的方式来为飞船减速,所以采用了3具与神舟飞船降落伞面积相当的降落伞,组成群伞系统完成飞船进入大气层后的空中减速。当返回舱进入大气层到达指定高度后,2具减速伞和3具主伞会依次打开,将返回舱的速度从“飞机飞行速度”降为“ 汽车 市区行驶速度”。

8,六个气囊缓冲做到平稳软着陆

在返回舱落地之前,底部的6个气囊会迅速充气并打开,形成返回舱下面的保护垫,在返回舱到达地面时,气囊会首先接触地面,并承受返回舱的重量和降落压力,帮助舱体平稳“软着陆”,保护里面的人员安全和舱体不受破坏。

9,GNSS天线网络

该系统是帮助返回舱与地面取得联系的设备。返回舱降落到地面后,它的降落地点、搜救信号等都要通过该天线网络发送出去,相当于一台自主呼救设备,它也是为飞船降落时可能出现的意外情况而准备的,如果其没有降落到预定降落地,该功能将会发挥关键作用。

上述的9项功能大都世界领先,不少属于新一代载人飞船独具的“黑 科技 ”,它们也代表着我国在载人航天事业上的新成就,期待在我国航天事业今后更创辉煌。

参考资料:

《中国青年网》5月8日文章《我国新一代载人飞船试验船成功返回!这些黑 科技 为它护航》

《环球时报》5月8日文章《我国新一代载人飞船试验船返回舱成功着陆》

就这个舱门,服务仓你是过不去的,就是发动机和电池包,你过去干嘛?去给手机充电吗?还是去吃火锅

我国是世界上仅有的三个掌握了载人航天技术的国家之一,这方面的技术储备不下于美国跟俄罗斯,迄今为止,我国已经发射11艘载人飞,其名为“神舟号”,其中神舟一号飞船发射于1999年11月20日,但上面并没有载人,2003年发射的神舟五号时,我国首位航天员杨利伟被送入太空。2016年我国神舟十一号飞船升空完成任务后返回,至今三年多来,我国还未有载人飞船升空。所以迄今为止我国共有11位宇航员登上了天空,分别是:杨利伟、费俊龙、翟志刚、刘伯明、聂海胜、景海鹏、刘旺、张晓光、陈冬、刘洋(女)、王亚平(女)。 还有6位没有登上天空的航天员分别是:邓清明、李庆龙、吴杰、陈全、赵传东、潘占春。

新飞船的颜值有了极大的提高,基本摆脱了原来神舟系列的“钟”构型,换成了弹头构型,有点类似于美国的“龙”飞船。传统的神舟8号采用了典型的三舱结构,与其颜值相比,新飞船相比原来的神州系列在性能上有了大幅度的提高,其提升的水平堪称是颠覆性的。首先新飞船体积方面远远超过了神舟系列,以神舟8号为例,其采用了三舱结构 ,由服务舱、返回舱以及轨道舱构成一整个飞船系统,其整体尺寸高达9米,最大直径2.8米。

新一代的飞船颜值极高,类似美国“龙”飞船

而新一代飞船系统只采用了两舱结构,分别是服务舱和返回舱,但是其长度依然达到了近9米之巨,其最大宽度约为3.5米左右。咋一看体积方面变化不大,但是其起飞质量却急剧提升到23吨。而神舟8号的起飞质量仅仅只有8吨多一点,新飞船的起飞重量一下子增加了三倍!

同样采用双舱结构的龙式飞船,通过取消轨道舱可以看出,新一代飞船基本上只执行空天往返任务,暂时不支持宇航员舱外活动,因为想要执行舱外活动必须要轨道舱存放体积庞大的舱外宇航服,相对狭小的飞船空间无法支撑类似任务。由此可见,新一代飞船是为中国未来的轨道空间站准备的。由于新飞船相比神舟飞船体积大了很多,在加上往返飞船在设备的搭载上相对传统飞船反而简化了很多,因此飞船的内部空间急剧增大,保守估计一次能够运载6名宇航员。

新飞船的用途十分广泛,神舟系列飞船能干的新飞船基本都能干,当然最主要的任务是参与大型空间站建设以及空地往返任务。甚至于执行载人登月也不是不可能。基于新一代飞船系统搭载登录器,开发一套整备质量45吨到50吨左右的月球登陆系统并不存在什么问题。目前最大起飞重量近4000吨的长征9号运载火箭也已经处于论证阶段。

实际上这里就是释放了一个重磅信号,就是今年试验的新一代载人飞船将作为我国载人登月计划的飞船使用,或者说我国将凭借这一款新式飞船实现登月梦,这艘飞船功能上将相当于美国当年的阿波罗飞船,若经验证技术成熟,可以执行登月任务,那么我国的载人登月计划实现或将为期不远了。

今年的航天活动中,新一代空间站、新一代载人飞船和火星探测会是重点。这三大航天任务都将使用长征五号火箭执行发射计划,它是目前我国推力最大的运载火箭,全世界也能排名前三之中,起飞重量837.5吨,推力则超过1000吨,可以将22吨重的大家伙推到近地轨道上;

目前全球有实力研发新一代载人飞船的国家仅仅只有中美俄三家,但实际上真正有能力近期就投入使用的只有中美两家。俄罗斯方面由于缺乏资金,一直在旧的联盟系列载人飞船上缝缝补补,新一代飞船方面是只闻其声不见其影。在美国航天飞机退役后,当前载人飞船已经成为了空地往返唯一的手段,谁能够开发出更先进的飞船,就意味着在未来谁能站到太空 科技 的制高点。在这方面,中国交出了一份满分的答卷。

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