巨型降落傘為何被稱為載人飛船返回時的保護神？

2020-09-10 中國航天科普

5月8日，我國新一代載人飛船試驗船返回艙成功著陸在東風著陸場，一時間相關的信息和照片刷爆了朋友圈。不知道小夥伴們有沒有注意到，在大家發布的照片中，幾乎必有一張降落傘和飛船一起飄飄悠悠從天而降的照片。3頂紅白相間的降落傘在空中綻放確實非常得奪目，讓人挪不開眼睛。那麼，吸睛無數的降落傘究竟有何魅力，今天就讓我們一起來一探究竟吧！

乘著降落傘緩緩下降的飛船返回艙

巨型降落傘在飛船返回過程中是不可或缺的存在，沒有它，飛船返回艙幾乎不可能安全著陸。1986年美國挑戰者號太空梭在空中發生爆炸，當時乘員艙並沒有受到太大的損壞，航天員很有可能也還活著，但仍沒能避免不幸就是因為乘員艙沒有安裝降落傘，乘員艙在下降的過程中，高速撞擊海平面導致乘員艙解體，使得航天員沒有了生還的可能。

在事故中遇難的7名航天員

乘員艙之所以會解體，是因為乘員艙或飛船返回艙下降至距地面15千米左右高度時，就會逐漸進入穩定下降狀態，這時如果不採取措施的話，乘員艙或飛船返回艙將以每秒100多米的速度衝向地面或海面。以如此高的速度撞擊地面或海面，必然會造成船毀人亡的慘劇。

為了避免慘劇發生，就需要藉助降落傘來幫助飛船返回艙減速。一般飛船返回艙越重所需的降落傘面積就越大，而降落傘面積越大飛船返回艙速度就越小。神舟飛船的返回艙重約3t，降落傘面積為1200m²，這是經過科學計算的，因為這樣的面積既能幫助飛船返回艙降到合適的速度，同時也能保護航天員的安全。

神舟飛船的降落傘

講到這裡，有的小夥伴可能會有疑問了，神舟飛船採用的是1200m² 的單傘，這次新飛船試驗船為什麼有3個降落傘呢？

這主要是因為，新一代載人飛船試驗船的返回艙比神舟飛船的返回艙重了一倍以上，原來的降落傘已經不能滿足試驗船返回艙的降速要求了，因而需要增加降落傘的面積。但是如果在原來降落傘面積基礎上再增加的話，製造場地和設備周期，包括驗證技術的難度都非常得大，並且它的可靠性也會降低。最後，經過反覆試驗，最終科研人員採用了3個降落傘組成群傘解決了這個問題。

「胖」了一倍的新一代載人飛船試驗船返回艙

採用3個降落傘，雖然能夠幫助試驗船返回艙降速到合適的範圍內，但3個降落傘很容易產生相互幹擾的問題，這個問題又該怎麼解決呢？

這就需要在包傘的時候特別注意了，工作人員要將降落傘的傘衣、傘繩和連接吊帶等整齊有序地裝進傘包內，使它們保持一定的幾何形狀並保證傘衣等部件在工作前不受氣流吹襲、不與其他物體鉤掛，在工作時則要保證降落傘按預定程序開包工作。聽起來是不是覺得難度不大，但其中需要注意的細節也不少。

降落傘設計人員正在檢查主傘傘衣質量

例如，其中一個環節是梳理傘繩。飛船降落傘的傘繩根數多，長度還非常長，讓這麼多根傘繩互不纏繞其實並不簡單，工作人員需要藉助一個叫梳繩夾的秘密武器。工作人員需要將傘繩按照編號順序依次排列進梳繩夾內，然後手持多根一組的梳繩夾，從頭理到尾。梳理之後的傘繩就可以整齊有序地排列在傘包內，保證了傘繩拉出時不打結不纏繞。

根數多、長度長的飛船降落傘傘繩

接下來，我們再來看看工作人員是如何將傘衣裝填進傘包的，裝填時，工作人員要將傘衣摺疊好，然後整齊有序、充實飽滿、不留空隙的將傘衣裝進傘包內。這是一個技術活，力度太小傘衣裝不進去，力度過大就有可能損壞傘衣，所以工作人員一定要依靠反覆練習的經驗掌握好合適的力度。再有，想要將傘衣、傘繩、連接吊帶等部件全部壓進傘包內，只靠人力是不夠的，還需要藉助壓力包傘機進行輔助操作。

最後將傘衣、傘繩等部件全部裝填進傘包後，還需要將傘包的口封住，專業人員管這叫「封包」。這道工序難度也不小，要在降落傘全部部件裝填進傘包後，儘量快的將傘包的口封住，一定要保證傘衣不能有一點膨脹。

如此經過整裝後的降落傘才能保證飛船返回艙的安全。此次，新飛船試驗船的降落傘就成功將飛船返回艙的速度由「飛機飛行速度」降為「汽車市區行駛速度」，保證了新飛船試驗船返回艙的安全。

總之，降落傘在保護飛船返回艙安全方面起著至關重要的作用。每一次當飛船返回艙降落傘打開的時候，大家都會鬆一口氣，因為降落傘順利打開是決定任務成功與否的關鍵之一。如今，3傘模式已經試驗成功，讓我們期待紅白相間的降落傘在空中再次綻放吧！


參考文獻/

[1]戚發軔、李頤黎.巡天神舟——揭秘載人太空飛行器[M].北京：中國宇航出版社，2011.

[2]中國航天科技集團微信公眾號


編輯/賈冰玉

審校/楊潔


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