Aero 版 (精华区)

发信人: diki (我有n个梦之Ver.2005), 信区: AerospaceScience
标  题: 小知识：飞船的返回与着陆
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年04月17日09:13:05 星期二), 站内信件

http://www.sina.com.cn 2001/01/19 22:47 新浪科技
　　返回与着陆过程也是事故多发阶段。载人航天器返回过程对安全的威胁主要来自分
离、调姿、制动和着陆等系统的故障。它们或使航天器无法返回，或偏离预定着陆区，
给寻找营救航天员带来困难。在返回着陆过程中，各种力学环境条件超过人体耐受极限
，对航天员的身体会造成伤害。因此，对返回前的分离、调姿、制动和着陆系统要求有
很高的可靠性，有些系统必须是冗余的。
　　载人飞船返回座舱是飞船上升和返回过程中航天员乘坐的核心舱段，也是整个飞船
的控制中心，它同样要承受起飞、上升和轨道运行阶段的各种应力和环境条件，以及再
入大气层和返回地面阶段的减速过载、气动加热等。因此、在其结构设计上要充分考虑
到这些因素。同时，返回座舱还应具有下述设备或能力：
　　①具有一定的自主飞行能力，以便在分离后无法立即返回时能自主飞行等待合适的
时机返回；
　　②应有手控系统，用作自动系统的备份；
　　③专门设备，包括(海)水染色装置，以确保在限定的时间内在陆上(或水中)都能昼
夜找到返回舱；
　　④应具有不沉性和稳定的漂浮能力以及防进水能力；
　　⑤应有备用的供电系统，以确保返回座舱内的各着陆设备可靠的动作；
　　⑥应有独立生活(生存)的设备(应急储备)，包括：无线电通信器材；信号(烟火和光
信号)装置；个人或集体用的急救漂浮器材；应急储备的食品、饮水；医药器材；防护器
材(包括射击武器)，以防猛兽、各种毒虫的侵袭；野营器材等。
　　⑦应急储备物品应分组密封包装，涂以桔黄色，并要有漂浮性，以易于在水中发现
。
　　回收离不开支援工作。下面让我们看一看在美国的水星飞船计划中，是如何确保飞
船和航天员的安全返回与回收的。
　　水星计划虽然是由美国航宇局全面负责管理和实施，但在计划执行过程中得到了国
防部大量的必不可少的支援。支援工作主要集中在发射、测控、回收和医疗等方面。
　　国防部建立了专门的支援水星计划的协调组织机构。大西洋导弹靶场司令员被任命
为支授水星计划的国防部代表，负责协调国防部有关支援部门的工作，与航宇局就水星
支援事务建立单线联系。为做好支援工作，还专门成立了支援水星计划办公室，由参与
支援的国防部下属主要部门的代表组成，具体负责执行国防部代表领导制订的支援计划
和有关政策，协调航宇局提出的支援要求及国防部内各部门的支援工作。该办公室是国
防部代表对有关国防部支援水星计划运行的最终协调机构。
　　美国为做好水星飞船的回收工作，根据飞船的发射、入轨、轨道运行和返回的不同
阶段，把着陆区分为五类。①发射场紧急故障着陆区，从发射前启动发射紧急逃逸系统
到发射后某一飞行时刻发生故障可能的着陆地区，对卡纳维拉尔角发射场来说约为19.2
公里的范围；②入轨前紧急故障着陆区，从前一种故障截止时刻起至入轨前发生的故障
造成的可能着陆区域，预计有几个；③预定着陆区，从入轨后至飞行任务终止前可能的
着陆区域，可选择几个区域，彼此相隔约100分钟的飞船飞行距离；④主要预定着陆区，
飞行终止时可能的着陆区域；⑤认可的紧急着陆区如若发生紧急情况，飞船沿着它星下
点轨迹的任何地方都有可能着陆，很可能不是在某个预定着陆区着陆，从而出现紧急回
收情况；为了使沿星下点轨迹处都能提供定位能力和减小搜索范围，可预先选定一些区
域，即“认可的紧急着陆区”。这些区域可沿星下点轨迹间隔地选取，使之或靠近着陆
区或靠近定位分队所处位置。
　　对上述五种着陆区部署支援回收力量的等级取决于可能发生的着陆概率。支援的等
级是以参与的舰船、飞机和人员的数量来衡量。由于主要预定着陆区具有最大的着陆概
率，因此，对它提供支援的等级最高。
　　为确保航天员的安全，美国对水星飞船的回收操作在很大的地域部署了回收力量。
除航宇局提供专用的回收设备外，国防部还根据国家空间法最大限度地提供了舰船、飞
机和人员的支援，在水星计划进行的24次飞行中，其中18次为亚轨道飞行(含不载人、载
猩猩、载人和同时载人与猩猩的飞行)，轨道飞行圈数逐渐增加，最后一次MA-9为载人飞
行，环绕地球22圈。由于每次飞行任务、时间都不同，其星下覆盖范围也不同，因此每
次回收力量的部署差别很大。下面以水星计划中飞行时间最长的MA-9为例，详述其回收
部署情况。
　　美国防部对MA-9的回收支援，共调遣28艘舰船、171架飞机和19000人。
　　在MA-9发射前，所有的回收力量部署到位、准备工作就绪。当航天员进入飞船后，
发射台紧急出口小组在附近待命，以便在一些紧急情况下，又不需要启动发射逃逸系统
时，帮助航天员逃离现场。这个小组包括医务人员、飞船专家和与消防车一起待命的灭
火人员。当飞船在倒数计时后期至动力飞行初期之间出故障而启动发射逃逸系统着陆时
就要利用发射场紧急故障着陆区部署的回收分队，为快速靠近着陆的飞船提供回收条件
。由于各种不同的地形和发射场区位于海岸附近，回收分队利用两辆半履带式灭火车、
4架水上直升机和3辆水陆两用车、3艘小型船只以及停在近海处的几艘救生船。
　　入轨前紧急故障着陆区横跨大西洋。该区用于支援动力飞行期间任何时刻发生故障
的所有可能的着陆。在大西洋预定着陆区部暑的回收力量有：1艘航空母舰、10艘驱逐舰
、2艘扫雷舰、1艘油船和1艘打捞船。它们分为4个组：卡纳维拉尔角回收小组，备有1艘
航空母舰、4艘驱逐舰和12架搜索和营救飞机；东大西洋亚速尔群岛区回收小组备有1艘
油船、2艘躯逐舰10架飞机；卡那利岛区回收小组备有1艘驱逐舰和4架飞机。在离卡纳维
拉尔角19公里的沿海区停泊着2艘扫雷舰和1艘打捞船。在大西洋预定着陆区部署的回收
力量有：1艘航空母舰、10艘驱逐舰和大约20架飞机，它们分为两个组：西太平洋回收小
组备有4艘驱逐舰和6架搜索和营救飞机，覆盖着西太平洋日本以南的区域；中太平洋回
收小组备有：1艘航空母舰、6艘驱逐舰和14架飞机，覆盖着中途岛周围的10个区域，其
中包括一主要着陆区，位于中途岛东南100多公里处。
　　如果在动力飞行阶段发生故障，飞船和航天员将在卡纳维拉尔角和卡那利群岛之间
的6个预定回收区中的一个区着陆。一旦飞船入轨后，就有21个预定回收区供飞船溅落，
8个在大西洋海域，13个在太平洋海域，每个回收区备有1～2艘船。不同的轨道还可以选
用邻近的回收区，使实际可使用的舰船数量达到4个预定回收区船数的总和。例如，部署
在大西洋回收区覆盖发射阶段飞行轨迹的4个回收小组的回收力量可以重新部署到供轨道
飞行阶段用的着陆区。在中东地区还部署了回收力量，包括1架水上飞机、2艘驱逐舰和
一些飞机，以支援亚丁、内罗毕、毛里求斯和新加坡以外的地区。
　　如果飞船沿着96万公里运行轨道的地面轨迹的任何地方着陆，美航宇局要求在18小
时内对航天员定位。国防部为了满足这个要求，在全球安排了28个中间停留场，共部署
了66架供紧急回收的飞机，这些搜索和营救飞机都装有能与100公里以外的返回舱信标取
得联系的装置，在MA-9飞行期间它们时刻准备着对降落在陆地或海上的飞船定位。还有
33个军事跳伞员小组，他们都是训练有素的跳伞专家，载有潜水呼吸用具的潜水员和医
务人员，为宇航员提供现场的帮助。还有7个营救协调中心来直接指挥在世界各地的紧急
回收操作，并与卡角的水星飞船控制中心保持联系。
　　紧急任务的第一步就是沿着飞船轨道的地面轨迹对飞船定位，为覆盖公海的广阔海
域需要依靠远程军用运输机C-130。部署在非洲的美国空军C-130运输机在跑道上随时准
备起飞，机内装有陆军的H13直升机。在非洲有固定的2800条着陆带供这些大型运输机着
陆，而且可以把它们装载的直升机运往更遥远的地区。在执行MA-9任务时，在每个南美
国家的首都均有两架C-47飞机处于警戒备用状态。如果由C-130运输机将一空运大队降到
丛林中，在特别紧急的情况下处于如此遥远的地区根本没有任何回收分队和其它回收装
备可资利用，那么，水星计划的国防部代表根据搜索和营救计划就要调遣一些军用或民
用船只和飞机协助紧急着陆。大约在着陆后数小时内、搜索和营救飞机才能对飞船定位
，然后对航天员提供帮助。但实际的回收过程可能要花费几天时间。在北大西洋地区溅
落时，舰船可能要花一天时间到达；如果在南大西洋和印度洋海域溅落，则估计要花费
5天时间。
　　完成了MA-9任务的水星飞船的回收比较理想.飞船在离航空母舰约7公里处溅落，航
空母舰与降落的飞船立即取得联系，航空母舰上的人员可用肉眼看到用主伞下降的飞船
。在飞船溅落前，直升机就从航空母舰上起飞，并在极好的位置部署了潜水员，他们把
辅助的浮动环状物装在飞船周围，另一装有一回收杆的捕鲸船，驶近飞船，飞船就从水
上被吊起，并放在这船的甲板上。飞船从溅落到回收上船仅用了45分钟。飞船上的舱门
被打开，医务人员对航天员作初步检查。最后航天员和飞船从夏威夷的火努鲁鲁被空运
到卡纳维拉尔角。(东方平）

--
参考文献
马基雅维里．君主论．商务印书馆，1985.7
王朔．动物凶猛．华艺出版社，1992.
陈国军．我和刘晓庆—不得不说的故事．佚名出版社，1993
Janusz Kajzer,Günter Schroeder，et al.Shearing and Bending Effects at
the Knee joint at High Speed Lateral Loading．SAE 973326

※ 来源:·哈工大紫丁香 bbs.hit.edu.cn·[FROM: tyre.hit.edu.cn]