北京航天城中国青年报客户10月16日(中庆日报、中庆网记者邱晨辉见习记者杨杰)10月16日,长征2号F-Tele 13运载火箭成功发射神舟13号飞船,迎来了中国空间站新的"太空旅行三人组"。电视直播画面显示,三名宇航员在升空时看起来很放松。
如此轻松的画面,让中国航天科技集团总裁第二架F元13运载火箭总导演张武权回忆起中国第一位宇航员进入太空的杨立伟经历了"难以忍受"的26秒。在《太空日》中,杨立伟回忆道,"痛苦越来越强烈,似乎五个脏兮兮的六人组都要分手了。我几乎无法忍受,感觉自己的时间不多了。"
常武权告诉记者,让杨立伟"难以忍受"的源头是共振,这是世界级的太空发射问题,不仅中国的火箭有这个问题,国外的火箭也有。早在20世纪60年代,美国大力神火箭在发射过程中就产生了持续30秒的振动。法国火箭也出现了类似的问题,影响了卫星生命。

(长征二号F-Tele 13运载火箭发射前,高南/中国航天科技集团一院举例说明)
如何让中国航天员不再承受这样的痛苦,消除火箭飞行失败的隐患?经过计算分析,中国航天科技集团下属的北京强度环境研究所的实验人员认为,氧化剂中可能存在"根",当燃料和火箭结构在氧化剂中的振动频率接近时,很可能会发生发散振动的结构和液体耦合。
经过理论分析,实验人员进行了全箭头模态试验和氧化剂管道的液体特性试验。在测试过程中,实验人员将燃料注入燃料管中,然后将燃料管加载不同频率的振动,以观察燃料的振动频率。如果实验室数据与完整的箭头模态测试数据匹配,则可以证明实验者的推断是正确的。
经过半年多的调查、分析、计算等,测试人员最终得出结论,问题在于火箭产生了POGO振动。这一结论证实了他们之前的猜测。
常武泉说,在找到问题的根源后,第一医院的科研团队进行了改进,原长征2 F-Yuan-5运载火箭助推蓄能器装有两个膜箱,给长征2号F-Vi运载火箭,将膜箱缩减为一个。这种改进效果明显,长征2 F-Vi运载火箭发射神舟6号载人飞船,振动幅度和振动时间都降低了,宇航员反射的振动要轻得多。
"轻得多"意味着研究方向正确,但问题没有完全解决。
常武权告诉记者,开发团队不断优化设计,将助推器蓄能器变成"可变能量蓄能器",在不同的飞行时间使用不同的PV值蓄能器,该装置可以吸收燃料振动产生的能量,改变燃料的振动频率,火箭将不再产生POGO振动。
后来,长征2 F-7运载火箭发射神舟七号载人飞船后,航天员博海生说:"我们乘坐的火箭太舒服了,几乎感觉不到震动。"
短句意味着医院已经克服了共鸣问题。
"宇航员飞入太空时的安全与火箭息息相关,从'难以忍受'的26秒到'几乎没有振动',这背后都是火箭开发团队的严谨分析、长期努力和不断突破的背后。张说。
来源:中国青年报客户