逃逸塔是干什么的

2025-03-07 04:13:06

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逃逸塔
长征二号F火箭取消了其他火箭一旦姿态不稳便自动自毁的功能，配备了逃逸系统，一旦出现意外，它可以随时启动。逃逸系统也叫逃逸塔，在飞船的顶部，塔高8米，从远处看像是火箭上的避雷针,与一般火箭圆锥形的头部很不相同。它的任务是在火箭起飞前900秒到起飞后160秒时间段内，也就是飞行高度在0公里至110公里时，万一火箭发生故障，它可以拽着轨道舱和返回舱与火箭分离，并降落在安全地带，帮助飞船上的航天员脱离险境。
逃逸救生系统是因为火箭可能出现危及航天员生命安全的故障而存在的，因此在制定逃逸系统方案，提出逃逸系统设计指标之前，首先要清楚究竟会发生哪些故障。从火箭发生过的事故以及美苏的载人航天经历可以看出，上升段最大的危险来源于火箭，最严重的后果是火箭爆炸，因此最有效的方式是“逃离”危险区域。
逃逸系统被公认为是火箭研制中最难啃的一块骨头。
在长征二号F火箭研制初期，中国航天科技集团公司所属中国运载火箭技术研究院的设计师面对生疏的“逃逸”二字紧锁双眉，颇有陷入困境之感。在此之前，他们只是在国外的画报上看到过逃逸火箭，而要在没有任何可借鉴的资料相助的前提下，“变”出一个逃逸装置，着实让他们有些束手无策。走在世界载人航天前列的俄罗斯人听说后曾提出：中国的生产和工艺水平无法达到载人航天工程对火箭的要求。只要中方出资，俄方可以直接提供图纸和产品。面对傲慢与偏见，中国的火箭研制人员反而增加了挑战难题的决心。
从此，设计室的灯光夜夜闪烁。多少个不眠的夜晚，多少次不休的假日，生产车间里总是忙碌着设计人员以及工艺、检验人员的身影。他们自编出一万多条程序，利用容量有限的微机，进行大规模的数字计算。当屏幕上出现了正确的参数时，设计人员惊喜得几乎跳了起来。
逃逸系统结构复杂，由五种固体发动机及整流罩的上半部分组成。这五种发动机分别是逃逸主发动机、分离发动机、偏航俯仰发动机、高空逃逸发动机和高空分离发动机。
逃逸主发动机的任务是为逃逸飞行器与故障运载火箭的分离及逃逸飞行器脱离危险区提供动力。
逃逸分离发动机的任务是为返回舱与逃逸飞行器的分离及逃逸塔和运载火箭的分离提供动力。
偏航、俯仰发动机的任务是，当发射台逃逸时，使逃逸飞行器能够偏出一定的水平距离（为返回舱着陆提供条件），其它情况逃逸时使逃逸飞行器偏出故障火箭的飞行管道，将其布置在分离发动机的上部，以便在相同的推力下能够产生更大的力矩。
高空逃逸发动机的任务是：在逃逸塔抛掉以后，为逃逸飞行器提供离开故障火箭的动力，同时在发射台附近用来提高发射台逃逸弹道顶点的高度和水平距离。
高空分离发动机的任务是：在无塔逃逸时为返回舱与逃逸飞行器的分离提供动力。
发动机分布在位于火箭头部的逃逸系统和上部整流罩上，上部逃逸塔内有10台发动机，从上至下为控制、分离、主逃逸和高空逃逸发动机，前三种负责39公里高度以下的逃逸工作，后一种在39至110公里高度内发挥作用。
细心的人都会发现，逃逸发动机的外形很是特别，喷管弯弯的，倒挂着，和别的火箭发动机喷管都不一样。面对这种“异型”的东西，我国的火箭发动机专家们也曾“迷惑”过，当年仅从有限的外国报纸、杂志上偶尔看见过，甚至都搞不清哪个是发动机，也不知道它到底行不行。1993年5月，当时的发动机主任设计师、现任总设计师刘霓生赴俄罗斯考察时，与俄方人员谈起发动机时，仅一个发动机外壳，人家开口就要80万美元，令他这个中国同行很是受“刺激”，心想还是回去自己搞吧，不信我们搞不出来。渐渐地，我们要搞的发动机是什么样，他们在脑中有了大致轮廓，那就是借鉴美俄两个航天大国的各自经验与特点，走出具有中国特色的路。
经过选型、论证、研制、试验，到1995年4月19日，逃逸发动机第一次矗立在了位于秦岭深处的试车台上，大家对它充满希望。巨大的轰鸣声在山谷里回响起来，不过1.6秒，喷管弯处突然喷出了火苗，并很快就烧出一个大洞，现场的人们都惊呆了。只不过片刻工夫，发动机的壳体都被烟火熏得黑黑的，山上的草也被烧着了，试车台周围一片惨状，议论声也随之而起。这种倒挂的喷管又一次引来质疑。
经过改进，这一年的8月底，逃逸发动机第二次立在试车台上。设计师们的压力显得比第一次还要大，生怕再出现什么“闪失”。发动机在试车台应“挺”3.2秒，如果像上一次顶不过1.6秒，逃逸就成了一句空话。发动机点火了，有人算计着时间。一分一秒过去，发动机经受住了考验。但经检查，弯管内部2厘米厚的绝热层却被烧光了，露出了金属部分，高压高温的燃气造成了对喷管的严重烧蚀，其后果是会影响发动机的可靠性。
这时候，在航天科技集团航天动力研究院，上上下下全都积极行动起来，在攻关战中“冲锋陷阵”。动力机械厂50岁的铣工李雅杰，一位绝技绝招人才，在技术攻关中立下汗马功劳。加工弯管无从下手，他就想办法改进工装并不断加以完善。他干第一个弯管时，用了24天，以后只用8天就可完成。发动机的壳体到他手里时，已经在其他工序上干了三个月，是否满足设计、工艺要求，就看他这价值70万的最后一刀了。他内心的压力也很大，尤其是头两年，来活时心里直害怕。而他干的活，必须跟绣花似的，心得静，一点问题也不能出。他铣密封槽的时候，压力最大，就像雕刻一件艺术品，必须一刀一刀地用心完成每一个细节，如果稍有心浮气噪，就有可能起不到密封作用了。在加工发动机的绝热层时，由于使用的材料掉毛，粘在手臂上引起过敏，弄得皮肤有红又肿，后来是靠胶布将侵进皮肤的纤维一点一点粘下来的，苦着实吃了不少。发动机的形状复杂，工作环境苛刻，瞬时承受的力非常之高，因此，仅在绝热方面，就有十几个项目需要工艺攻关。承担此项任务的研究所，试验了多种绝热材料。一种碳纤维的绝热帽，一开始是用手贴，手可以进去，但使不上劲。改用胶粘的办法后，一个绝热帽就得干20多个昼夜。那种材料的气味特别大，还得弯着腰干，一些人因此呕吐不止。材料贴好后要固化，这时若产生气泡，就会像爆米花一样裂开，这就还得改进工艺。
1997年4月下旬，逃逸发动机第三次试车。改进后的绝热套安装到了发动机里。点火发动到3.2秒，一切正常。发动机的震动刚刚停下来，逃逸发动机第一任总设计师陈立学很快就走近试车台，用手抚摸了一遍发动机，一点也不烫手。第二次试车时，他也曾想这样摸一下的，但当时弯管处已经烧得发蓝，他没敢碰。这一次，他放心地笑了：发动机的难题到此彻底解决了。此后，有俄罗斯专家到航天动力研究院讲学，评价他们研制的逃逸发动机质量可靠，比俄罗斯的水平更高。
整个逃逸系统的结构生产，都很复杂与艰难。但是，就像解决发动机的难关一样，1997年第一季度，逃逸系统结构生产全部完成交付，最终保证了火箭全箭研制、试验的顺利进行。

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