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标 题: 载人航天飞行绝非易事
发信站: 紫 丁 香 (Tue Oct 19 18:13:59 1999), 转信
载人航天飞行绝非易事
——前苏联在载人飞行过程中遇到的问题
马宗诚
(北京空间飞行器总体设计部)
飞出地球、步入宇宙空间是人类早已梦寐以求的理想。我国在远古就有嫦娥奔月的
美好传说。俄罗斯的航天技术理论奠基人——齐奥尔科夫斯基就曾预言：人类不会永远
停留在地球上!
人类科学技术的发展虽然没有思维来得那样快捷，但在1957年，人类终于将自己的
第一个人造天体送上了宇宙空间。这一人类壮举即刻引起了一场激烈的争夺宇宙空间的
斗争。在载人飞行上更是如此：美国人对载人航天器的研制、发射落后于前苏联很不甘
心，于是他们加紧了载人航天器的研制发射工作。然而他们在技术方案、路线方面走了
一条少、慢、费的道路；而前苏联的航天技术专家则采用了另外一种作法——尽力采用
现有的成熟技术。在这样的思想指导下，大量的成熟技术被用于东方号飞船上。其中最
突出的一点是返回舱的外形采用了当时世界各国气动专家研究得最为透彻的球形体；航
天员的着陆采用了成熟的航空技术中的弹射座椅和降落伞技术。这些技术的借鉴在一定
程度上加快了研制进度，增加了可靠性，赢得了时间，终使前苏联能够在这场争夺载人
航天第一的斗争中又获得了胜利。然而，这个胜利的获得来之不易，前苏联也是付出了
相当昂贵的代价。航天技术领域，尤其是载人航天技术是比较复杂的问题，对它们的认
识更有一个循序渐进的过程。由于前苏联在美苏争夺载人航天第一的过程中存在着急于
求成的思想，因此对有些细节考虑欠周到，以致出现了一些问题。
1 惊险的第一次载人飞行
经过了大约三年半的时间，前苏联发射了一系列为真正的载人飞行做准备的卫星式
飞船，如做了载狗、载实验鼠和载假人的飞行试验及回收试验，终于1961年4月12日，
在提尤拉塔姆发射靶场耸立起了东方号运载火箭及其人类第一艘载人飞船。世界上第1位
航天员尤利?加加林稳坐于球形的返回舱内被发射升空。东方号飞船入轨正常，一切进行
得准确无误。然而科学来不得半点虚假：考虑欠缺的问题在实践中就会毫不客气地暴露
出来。人类的第一次载人飞行要解决的首要问题是人类能否摆脱地球的束缚进入宇宙空
间。为了回答这个问题，前苏联的航天技术专家们决定：人类的第一次载人飞行只做绕
地球一圈的飞行。在108分钟的绕地球飞行一圈成功后飞船实施返回计划。然而，第一
次“制动火箭点火”指令没有执行。加加林向地面请求自己用手动操作实施返回，但遭
到了严厉拒绝。很快，飞控中心又组织了第二次“制动火箭点火”，但结果和第一次一
样。此时此刻，天上、地面有关人员都进入了无以名状的紧张。当然最紧张的应是人类
第一名航天员加加林，他再次请求地面返回操作由他自己完成并开始输入密码。这次地
面的回答是，请他再等一等。加加林服从了命令，停止了自己的操作。飞控中心以最快
的速度发出了第三次“制动火箭点火”指令。不知是偶然因素，还是必然因素的作用，
总之，第三次“制动火箭点火”指令得以执行。载人空间飞行的返回技术终于得到真正
实施。
然而，加加林的载人飞行历程还远没有结束。“制动火箭点火”指令的推迟执行以
及其他的欠考虑因素的作用又给加加林的安全着陆与返回带来了一系列危险因素，几乎
导致人类第一次载人飞行失败。由于“制动火箭点火”指令的延迟执行，导致了载着人
类第一名航天员的返回舱远远越出了原计划的着陆区——拜科努尔附近，而直奔俄罗斯
的母亲河——伏尔加河。按照飞行程序，航天员加加林与其弹射座椅被弹出回收舱，然
后座椅与航天员分离并拉出航天员用的降落伞，其高度应在3.5 km的高度。然而，加加
林的降落伞却在4 km高度时已经打开；与此同时加加林发现给航天员个人配备的救生气
筏、食品、个人医药包、自卫武器和个人用联络工具等不知何时已全部丢失。这意味着
加加林着陆或着水后已没有任何自我保护能力。此时的风向仍是朝着伏尔加河方向猛
吹，加加林只能听命于大自然的安排。最后，风力终于有所减缓。人类的第一名航天员
着陆于仅距伏尔加河几百米的草原上。
加加林的首次载人航天飞行并没有因着陆而告结束。为了保证航天员的安全，尤其
是在航天员被弹射出舱时不受气流的冲击，前苏联航天专家为航天员设计了由外部打开
的头盔，并在出舱后由个人生保系统供气。该设想是好的，若按计划着陆于预计着陆回
收区，寻找回收救生人员会很快到达航天员的面前，为其完成一切必要的动作。然而由
于“制动火箭点火”指令的延迟执行，加加林落到了远离计划回收区以外的荒漠大草
原，此时此刻，密封面罩就会成为窒息人类第一名航天员的利器。在这荒漠的草原上行
人极少，也没有寻找回收救援部队。航天员加加林经过紧张的飞行及风险后，已是精疲
力竭。时间在流逝，氧气逐渐被耗尽；谁来帮助加加林打开头盔的面罩，已经成为人类
第一次载人宇宙飞行成败的关键。所幸在这荒漠的草原上，意外地走来了一位俄罗斯老
太太和她的孙女，她们解救了人类第一个进入宇宙空间的航天员，也使1961年4月12日
的载人飞行永载史册——成为开创人类进入宇宙新纪元的纪念日。
人类的第一次载人飞行虽以胜利而告终。但由于“制动火箭点火”指令执行的延
迟，致使回收着陆点远离原计划着陆区400 km。由于回收方式是采用航天员弹射出舱、
回收舱与航天员各自着陆的方法，航天员和回收舱的着陆点相距23 km。所以，和国际
上载人航天的成功应是航天员与所乘飞船一起着陆这一规定有差距。为了消除这23 km
的差异，前苏联采取了对着陆地点密而不宣的方式，只得将返回舱运到加加林面前拍了
张照片了事，以此混蒙过关。
2 人类的第一次舱外活动
在宇宙空间的竞争中，它的下一个争夺热点是人类能否脱离开载人飞船进入浩渺的
宇宙空间。为了解决航天员出舱问题，前苏联的航天技术专家们采用了软性的气闸舱。
1964年10月6日发射了第一个模拟出舱活动的飞船——宇宙-47，其在轨飞行了24小时18
分，正常回收。1965年2月22日发射的上升-2试验飞船，其入轨后仅在轨飞行了3小时零
1分钟就发生了爆炸。为了抢在美国人前获得出舱活动第一，前苏联领导决定冒险减少一
次类似宇宙-47的发射。1965年3月18日上升-2比原计划推迟了24小时发射入轨。
上升号载人飞船是第一艘多座位飞船，它的原型为三座位飞船，为了实施出舱活动
拆去了一个位置，增加了气闸舱。上升-2飞船的指令长是波维尔?别利亚耶夫，将执行出
舱活动的航天员是阿列克赛?利昂诺夫。利昂诺夫之所以能成为第一名出舱活动的航天
员，除了他具有其他一般航天员的条件外，他还具有身材短小、机敏过人的特点。利昂
诺夫按计划着航天服穿过气闸舱步入了宇宙空间，他在宇宙空间活动了20分钟，准备返
回舱内。按计划利昂诺夫应首先把脚伸入气闸舱，然后头部进舱，最后用手把通向宇宙
空间的舱门关闭。然而，问题发生了，由于宇宙空间环境的作用，宇宙服膨胀得比原设
想的严重。利昂诺夫花费了很大的力气也没能使自己的身体进入舱内，聪明的利昂诺夫
自己决定，调转了身体，采用了头部先进舱的办法，用手拉着舱内固定物把身着膨胀航
天服的身体挤入了气闸舱。接着利昂诺夫在气闸舱内做了一个异乎寻常的动作——在狭
窄的气闸舱中，神奇地将头—脚方向转了180°。这样就解决了气闸舱外舱门的关闭问
题。在指令长波维尔?别利亚耶夫的进一步帮助下，利昂诺夫终于返回了上升-2飞船的母
舱。此时，利昂诺夫的个人供氧系统中的氧气已经耗尽，其心跳近200次/分。
利昂诺夫进入上升-2飞船的母舱后，按飞行计划应由航天员操作弹掉气闸舱，但随
后却产生了状态的失控。上升-2开始旋转，致使航天员难以忍受，不得不动用一部分返
回时用的燃料进行消旋。自旋终于被制止了，但另外的问题又产生了，舱内的氧分压突
然逐渐增大。为了防止意外的火花可能造成的不测，两名航天员在舱内不敢进行任何操
作，直到氧分压恢复到正常值。正当准备实施返回的时候，姿控系统的太阳传感器和红
外传感器均出现了问题。航天员们不得不采用陀螺和等离子体传感器定向实施手动控制
返回。返回地面成功了，但由于姿态的不稳定及制动火箭点火时间的推迟，他们的着陆
地点也远远离开了原计划的回收区，落入了冰天雪地的原始森林。在这冰天雪地的原始
森林中两名航天员一直等待了24小时，直至寻找他们的救生部队到达。由于利昂诺夫完
成了人类首次舱外活动，他成为人类在宇宙空间漫步的第一位航天员。而美国人的出舱
活动比前苏联晚了两个半月。
3 联盟号的故障
在载人航天技术上必须解决空间对接。为了空间对接的需要，联盟号飞船被设计成
多座位的宇宙飞船，具有对接机构以及空间交会和对接的全套技术。经过了5年的紧张工
作，1967年4月23日，联盟-1飞船发射升空。该船的飞行过程也贯穿着激烈的国际竞
争。前苏联航天技术工程师们同样希望自己设计的新一代载人飞船再次在太空中压倒美
国。
联盟-1飞船在其进行的4次非载人飞行中各个分系统经受了考验，只是在返回过程中
出现过防热烧蚀大底被烧穿的现象。防热结构设计师修改了防热设计，进行了防热大底
的局部及全尺寸的地面试验。他们认为这样的修改已是很合理的了，为了抢时间，他们
把理应在修改设计后再做一次飞行的试验取消了。这样就为联盟-1飞船的飞行留下了隐
患，终于导致了联盟-1的悲剧。
事实上烧蚀大底的被烧穿只是故障的第一现象，在它的背后尚有第二故障现象。如
果再进行一次实际的飞行考核，在实践中问题也就会得到暴露。然而急于求成的思想忽
略了某些隐患。由于伞舱的内壳体刚度不够，难以承受舱内外的压差，致使密封的伞舱
盖在10 km高度弹出后，伞舱的内壳体在舱内大气压力的作用下急剧变形，主伞包难以
拉出，按程序备份伞拉出，但它又与没有被割断的主伞引导伞绳互相缠绕，因而也无法
打开，导致航天员科马罗夫因飞船以200 m/s的速度直冲地面，而死于非命。事后的分
析证明，由于防热烧蚀大底的被烧穿，给人们的第一印象似乎问题只产生在防热结构
上，忽视了其他方面的问题。这样就造成了一个故障掩盖了另一个故障的事实。
惨痛的教训使前苏联的航天技术专家们针对舱内外的压差问题采取了新的措施，即
在返回舱增加了内外大气压平衡阀。这种措施是必要的，然而在它的技术处理时又制造
了新的欠考虑的因素：这个新的因素又给联盟-11飞船的飞行带来了灾难。
联盟-10飞船于1971年4月23日载着3名航天员(非?沙塔洛夫、阿?耶利谢叶夫及纳?
鲁卡维什尼科夫)升空，此次飞行的目的是实施首次与礼炮号空间站的对接。但由于返回
姿控系统故障，不得不实施手动提前返回，于1971年4月23日完成安全着陆。
联盟-11飞船载着3名航天员(即指令长多布罗沃斯基，试验工程师柏查耶夫，随船工
程师沃尔科夫)于1971年6月6日升空。他们的任务是与礼炮号空间站实施对接，完成天
文观测、生物医学试验、电视直播、对地观测和对地拍照等。经过24天的飞行，任务顺
利地完成了，只是在实施与礼炮号分离时产生了轻微的碰撞。航天员们虽为此进行了检
查，但没有发现问题。返回程序继续进行，实施三舱解锁。这时问题马上暴露了，返回
舱内的压力急剧下降。原来轨道舱与返回舱之间的压力平衡阀早在三舱分离之前已打
开。当三舱解锁后，这个阀就成为返回舱的真空阀，给航天员造成了致命的故障。他们
急切地想关闭它，然而它的安装位置，让航天员却怎么也够不到它，最后因座舱漏气而
使已胜利完成任务的3名航天员窒息而亡!这是异常惨痛的教训。前苏联航天技术专家们
总结了经验，修改了舱内外压力平衡阀的设置位置，并对今后的载人飞行做了严格的规
定：航天员进入舱后待发期间及返回的全过程中必须穿着航天服，以防不测。
1975年4月5日载着两名航天员的联盟-18A载人飞船起飞了。运载火箭第一子级工作
正常、第二子级工作正常，但当飞行了295.5 s，到高度为170 km~180 km时，第三子级
出现了故障，俯仰角超出了允许值。故障救生系统启动：应急关闭了三子级火箭发动
机、船-箭解锁分离、三舱分离解锁完备。然而返回舱进入了一条非设计的突陡的弹道。
沿这样的弹道飞行，航天员承受的最大值为24g的载荷，险些毙命。返回舱远远地离开
了回收区，落到了阿尔泰山的陡峭的山坡上。如果不是由于主伞被山坡上的树枝所缠
绕，返回舱载着的维?拉扎列夫及奥?马卡洛夫将一起跌入山涧而毙命。这又是一次偶然
因素挽救了两名航天员的性命。总结这次飞行经验使前苏联的航天技术工作者更改了一
条规定：即把“返回舱着陆后，主伞应立即抛扔”这一条改为“由航天员视情况而定，
实施手动抛伞”。
1976年10月24日，联盟-23飞船载着两名航天员(维?祖多夫和维?罗日捷特文斯基)
升空，其任务是与礼炮号空间站对接并完成对地的资源考察、生物试验和材料试验等一
系列工作。在完成了远距离的瞄准、近距离瞄准和绕飞后，发现自动对接系统有故障，
无法修复，从而不得不中止飞行计划、实施返回。当返回时，使用过载值—视速度表发
生错误，返回的航程较原航程增加，致使返回舱最终溅落于阿尔卡雷科西部140 km处的
添基兹湖内。
联盟-33飞船于1979年4月10日载着两名航天员(纳?鲁卡维什尼科夫及保加利亚人伊
万诺夫)升空。其飞行任务是与空间站礼炮号实施对接，完成一系列的研究、考察任务。
但在其与礼炮号实施对接的过程中，发现主发动机的一个燃烧室被烧穿。在此情况下不
得不终止飞行计划；发动机的故障又造成其不能实施全推力的返回，只得实施小推力、
长时间(比原工作时间增长了25 s)的返回方法，而“三舱解锁”指令又未能按正常程序执
行，只得依靠温度传感器实施三舱解锁-分离。联盟-33飞船返回是沿着一条半弹道式的
轨道返回的，航天员承受的过载值为10 g左右。虽然联盟-33经历了一系列的险关，但航
天员最终还是安全地着陆于距原回收场捷兹科司坩320 km的地方。
联盟-T10A飞船于1983年9月26日准备就绪，航天员菲?季托夫及格?斯特利卡洛夫
就位舱内。在1分钟准备时，火箭发动机燃料外泄，引起大火。现场指挥下达“应急救生
逃逸”指令，逃逸救生火箭将返回舱拖到距发射塔架4 km处着陆，航天员们在此期间承
受了17 g~18 g值的过载考验。这是联盟号载人飞船救生系统的第一次，也是它至今为止
的最后一次的全面考核。
综述前苏联在载人飞船的发展和飞行过程中出现的比较大的问题，其中严重的造成
了航天员的丧生，不太严重的故障也给航天员、参试人员、寻找与救生人员带来了很多
的惊险和麻烦。我们应从中有所借鉴，以利于我们的发展：
?应客观地估计形势，客观地评价自身的能力；根据这些估计和评价作出实事求是的
判断和决策是极为重要的；
?在载人航天技术复杂问题面前必须全面的思考，不能简单地处理问题。
?事物总是可以认识的。飞行过程中出现的问题是一种实践的过程，另一个重要的实
践过程是地面的模拟试验，地面试验是暴露大量问题的一个重要方面。
载人航天技术是航天技术的一个新的飞跃，了解了前苏联载人航天的历程，便可以
看出载人航天绝非易事；但通过人们的不懈努力，以脚踏实地的科学、严谨的作风，只
要抓住问题不放，深挖细找深层次的原因，是能够解决载人航天技术中出现的一些问题
的。
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------没有比人更高的山，
没有比脚更长的路。
※ 修改:．dragon 于 Oct 19 18:14:41 修改本文．[FROM: 202.118.244.81]
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