载人飞船返回舱再入着陆力学环境防护技术改进.pdf

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1、第31卷第5期2010年10月航天返回与遥感SPACECRAFTR}：COVERY&R}：Ⅵ(1TFSENSINC9载人飞船返回舱再入着陆力学环境防护技术改进朱光辰(中国空间技术研究院载人航天总体部，北京100094)摘要文章对弹道一升力式栽人飞船返回舱再入着陆力学环境及其乘员和舱栽仪器设备的防护措施进行了理论分析和试验研究。适当的返回舱座椅安装角度有利于乘员承受再入过载。座椅缓冲系统是吸收着陆冲击能量、保护乘员最重要的环节，发挥返回舱结构缓冲吸能作用也是改善着陆冲击环境的有效措施。合理设计返回舱设备布局和安装形式可保护舱栽设备免

2、受着陆冲击损坏。防护措施的改进可有效保护乘员免受伤害，保证舱载仪器设备正常工作。关键词返回舱再入着陆冲击缓冲载人飞船中图分类号：v525文献标识码：A文章编号：1009—8518(20lO)05—0009一cr7IIIlpr0V哪ent蛐mtectingTech肿lo野Ag痂lsttheReent碍锄dL锄di】【lgM删calEn访ro珊嘴ntofMa咖暇lSpacecmftIkt哪ModIlle乃uQlangch即(h碰t咀e0f地lnned帆瑚匮systemE画Ile萌ng，CAsr，BeijiIlg100094，Qlim)

3、Abs删Thispaperp他sentstheanalysisandt器t陀search∞r∞ntr)r肌dkdingmec蜥cal∞、，ironment0fbal·listic—liftedmannedspacecraftretummDdule粕dtheproIectingme踞ureforitscrewandeclui硼∞nts．辄tablef赫r培锄·gleoftheseatisbe帅eficialtoendurethereenn了oved∞df砧tIlecIew．Seatdampingsyst咖istIleII瑚tiIll

4、port觚tf如tortoabsolbthelandingimpacteneI翟了卸dplDtecttIlec陀w，mldtIledaIllpinge伍ectofthemodulestnJctuIeisalsoIlelp“toameliomtenlelandinginlpactenvim珊[1ent．Reas0Ilabkdesignofe【Iuipmentslayout肌dfIⅨiI唱fb呻oftllemodulemaypmtectlh咖缸帅landingiII耻lct．Theco鹏idemtionaboveisabletoens

5、uret11e嘲fet)，oft}lecn咖粕dn训砌【1IliIlg0ftheeqIlipments．Key啪rdsRetummodukReenhy山d吨in雌tD枷pMannedspacecraftl引言运送航天员安全返回地面是载人航天器必须具备的功能之一。按再入段气动特征的不同，返回式航天器的再人方式可分为3类：弹道式再入、弹道一升力式再人和升力式再入。弹道式和弹道一升力式返回航天器再入段经历的航程和时问较短，由于减速快导致过载值大；另外，其着陆方式均为垂直着陆，着陆系统采用降落伞着陆系统，着陆时有相当大的冲击过载。升力式返

6、网航天器再入段航程和时间都比弹道式和弹道一升力式返回航天器长得多，减速过载值较小；着陆方式为通过机翼产生的升力水平着陆，避免了冲击过载过大的l、口j题⋯。早期的载人飞船，如前苏联研制的世界上第一艘载人飞船“东方号”、美国第一艘载人飞船“水星号”，均收稿Fj期：加10一06—17lO航天返回与遥感加10年第3l卷为弹道式返回航天器。但由于再入段的气动减速过载过大，很快就放弃使用。之后的美国“双子星座”、“阿波罗”飞船及正在研制中的新一代载人飞船“猎户座”，前苏联“联盟”系列飞船，直至日前正在使用的俄罗斯“联盟一TMA”飞船，我国“神

7、舟”系列飞船，其返回舱均为弹道一升力式返回航天器【2

8、。目前，世界上唯一一种采用升力式再入的载人航天器是将于20lO年退役的美困航天飞机。因此，现在及町预见的将来，弹道一升力式再入加降落伞着陆仍将是载人航天器再入着陆的主要方式。本文针对此类载人飞船返回舱在再入和着陆过程中经历的力学环境及其乘员和舱载仪器设备的防护措施进行r理论分析和试验研究。2再入和着陆过程中的力学环境弹道一升力式载人飞船返回舱在再入和着陆过程中经历的力学环境主要包括气动减速过载和着陆冲击过载。相对于弹道式再入，虽然弹道一升力式再入可将减速过载由8—109。降至5

9、9。以下I¨，但一般仍会达到3．49。，典型的例子是“联盟”系列色船返回舱【3

10、。承受这个量级的过载对一般的航天器结构、仪器设备及经过专门训练的飞行员而占都小是l'ⅡJ题，但对经过长时间空间微重力环境飞行后返同的航天员却是难以适应的。弹道一升力式载