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降落伞撕裂神舟十六鬼门关前走一遭?降落伞在下降过


来源:开云网站    发布时间:2024-06-08 04:48:22

 

  通常情况下,人们会认为一旦降落伞出现裂口,在迎面的高速气流作用下,裂口可能会逐步扩大,最后导致降落伞失效。不过,这样的担忧在现代降落伞技术面前似乎并不成立。

  最新的研究表明,尽管降落伞出现了破口,它们的设计和材质都是为了高度的耐撕裂性。在《航空学报》2023年10月的一项研究中,专家们对航天器减速用的降落伞进行了速度耐受测试。结果显示,在1.7马赫的速度下,即使降落伞受损,损口也不会逐步扩大,保持其结构完整;在1.9马赫的速度下,尽管降落伞会继续撕裂,但它仍能执行部分减速功能;当速度提升到2.1马赫时,在0.5秒内伞结构将会失效;而速度达到2.3马赫,降落伞的破坏会更为迅速和彻底。

  这些测试表明,即使降落伞在某些情况下会受损,现代技术已同意它们在一定条件下继续发挥作用,增加了安全保证的层次。因此,即便是在极端条件下,降落伞设计中的这些“保险”措施也大幅度减少了总体风险。

  即使降落伞出现了裂口,神舟飞船的安全仍旧有保证,因为实际上当主伞完全展开时,飞船的下落速度约为200米每秒,这样的速度不足以使伞面的破口继续扩大。

  除此之外,神舟飞船还配备了一个备份降落伞,如果主伞发生破裂或失效,备份伞将立刻部署,确保即便在主伞失效的情况下也能安全着陆。

  然而,咱们不可以因为有了这两层保证就掉以轻心,破口的形成原因必须要查清楚。若是发射前就存在,那问题可能比较严峻;如果是发射后才形成的,在大多数情况下要检查是不是因为船体上的某个部件脱落造成的,并探讨是不是能够通过空气动力学调整来幸免此类问题。

  关于降落伞的设计挑选,神舟十六号采纳的是单伞系统,它包括引导伞、减速伞和主伞,主伞直径约40米,面积大约1200平方米,由96根2.5毫米直径的绳索连接。这个系统的启动顺序是:飞船返回大气层后,在约10千米的高度先释放出引导伞,其作用是拉出减速伞,帮助飞船从超音速减速到亚音速。当速度降到大约200米每秒时,主伞便会被拉开。尽管单伞系统可能看起来风险较大,但其实它的设计已充分考虑了可靠性和安全性。

  神舟飞船的巨大降落伞在展开时采取逐步方式,第一是中间层打开,然后是外层的折叠部分,这样做的目的是减轻对伞面的瞬间冲击,并且平滑飞船的减速过程,幸免过大的过载影响。

  需要注意的是,降落伞并非完全密封,它的设计中央有一个导流孔,这是为了保持下降的稳定性,防止摆动。此外,环帆伞的特点不仅是中央的导流孔,其周围红白相间的部分也含有多个间隙。

  在降落伞的配置上,与神舟飞船的单伞系统不同,美国的阿波罗、龙飞船和猎户座等使用的是群伞系统,其中阿波罗使用三个,龙飞船有四个。群伞的好处是在海上着陆时能更好地抵抗风力,因为美国的飞船通常在大西洋或太平洋回收,那里风力较大。而单伞系统由于其结构的简单性,在陆地回收时对抗风性能的要求不如海上那么高,这也是中国和俄罗斯挑选单伞系统的原因之一。

  值得一提的是,相比于美国飞船在海上可以接受较大的着陆误差,中俄飞船的着陆精度要求更为严格,因为它们通常在戈壁滩或半荒漠地带回收,落地点如果偏离几十千米,搜索和回收工作的难度会大幅增加。

  不管是单伞还是群伞系统,最担心的情况就是降落伞在高速下遭受撕裂。单个降落伞若撕裂,飞船可能会失去操纵,像砝码一样急速下坠。相比之下,群伞系统因其冗余设计,在一个或两个伞失效的情况下仍能保持功能,如同SpaceX的龙飞船有时只需三个降落伞也能安全归来,因为即便一个伞失效,其他的仍能够操纵下降速度,保证飞船的安全。

  但群伞系统也有自己的弱点,由于它们没有备份伞,如果在打开过程中伞绳蛮缠,情况就变得非常危险。单伞系统在遇到这种情况时,可以挑选切断并抛弃主伞,然后部署备份降落伞。因此,两种系统各有所长。随着大型飞船返回任务的增加,趋势是使用群伞,因为设计和制造一个足够大的单伞非常具有挑战性,而多个中型降落伞能够最终靠精心设计的伞绳排列和空气动力学来幸免相互蛮缠,提供更高的灵活性。

  中国新一代的载人飞船设计来搭载多达7名航天员,这也是一种大型返回舱,因此必须依靠群伞系统来确保返回时的安全与可靠性。#论奇迹的发生# #你有科学精神吗# #人类想象力上限#




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