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2021年10月16日,神舟十三號飛船將由長征二號F運載火箭在酒泉衛星發射中心發射升空,把翟志剛、王亞平、葉光富三位航天員送入太空。自從1999年神舟一號飛船由長二F發射成功至今,神舟系列飛船都由該型號火箭發射升空。為何神舟系列飛船都由長二F火箭發射呢,船長為你細細道來。
一,長征系列火箭
宇宙
20世紀中葉,美國與蘇聯為了爭奪在太空領域的霸權而展開了瘋狂的太空競賽,積極研發太空技術與裝置,使得人類對太空的探索有了重大突破。例如1961年蘇聯宇航員
尤里·阿列克謝耶維奇·加加林
乘坐東方一號宇宙飛船飛入太空,成為第一位進入太空的人類。1969年美國宇航員
尼爾·奧爾登·阿姆斯特朗
乘坐阿波羅十一號飛船登陸月球並出艙行走,成為第一個踏上月球的人類。
中國為了和平利用外層空間,促進人類文明和社會進步,於是也積極研發太空技術與裝置。由於地球引力的存在,所以人造飛行器需要藉助運載工具—火箭,才能離開地球進入太空。1956年10月,國防部第五研究院(即中國運載火箭技術研究院前身)成立,開始了我國火箭事業的研究與發展。
東方紅一號
1965年1月,中國為了促進人造衛星的研究,制定了“651工程”計劃,將第一顆人造衛星命名為“東方紅一號”,運載火箭命名為“長征一號”。
1970年4月24日,長征一號火箭進行首次發射,成功將東方紅一號人造衛星送入太空。自此長征系列火箭誕生,我國也有了自己的人造衛星。
二,長征二號F運載火箭
長征一號
1971年3月3日,長征一號進行第二次發射,成功將實踐一號衛星送入近地橢圓軌道。隨後運載火箭技術研究院等研究機構不斷對長征火箭進行改進,研發出了“風暴一號”、“長征二號”、“長征三號”等系列火箭。
1992年,
中國載人航天工程
(
即921工程
)
開始
實施
。
為了配合
921工程
的實施,
使載人飛船能夠安全發射升空,同時確保飛船上宇航員的生命安全,運載火箭技術研究院便在長征二號E運載火箭(
簡稱長二捆
)的基礎上進行改進,研發
長征二號F運載火箭(簡稱長二F)。
神舟飛船
1999年11月20日,神舟一號飛船在酒泉衛星發射中心發射,由長二F成功送入近地軌道。2001年,神舟二號在酒泉由長二F成功發射升空。2002年時神舟三號依舊由長二F在酒泉成功發射,自此長二F獲得“神箭”稱號。此後神舟系列飛船都由長二F在酒泉發射,每次都取得成功。
三,火箭構成
長征二號F運載火箭
長征二號F運載火箭高58。34米,直徑3。35米,體重497噸,有效載荷高達8。6噸,採用垂直總裝、垂直測試和垂直運輸的“三垂”測試發射模式。目前長二F是我國長度第二長(僅次於長征七號改運載火箭的60。13米)的火箭,安全效能達0。997。
長征二號F運載火箭由箭體結構、控制系統、動力裝置(四個液體助推器)、故障檢測處理系統、逃逸系統(逃逸塔)、遙測系統、外測安全系統、推進劑利用系統、附加系統、地面裝置等十個分系統構成。
酒泉衛星發射中心
長征二號F運載火箭的箭體由四個液體助推器(即增加火箭運載能力的液體燃料小型火箭)、芯一級火箭和芯二級火箭(兩個火箭捆綁起來發射會產生更大的推力)、整流罩(保護神舟飛船等航天器的安全)、逃逸塔(位於火箭頂部,類似避雷針的裝置,保護返回艙及航天員的安全)組成。
長征二號F運載火箭
有
兩套控制系統,如果主控制系統出現故障,
那就可
以迅速切換到
備用
系統,確保火箭
可以繼續
正常工作
。長
二F的
故障檢測處理系統
可以在
飛船
的
待發射階段和上升階段對故障進行自檢測、自診斷,一旦
發現火箭出現故障,就會發出逃逸指令,由
逃逸系統
將航天員
安全
帶往地面。
神舟飛船
長征二號F運載火箭的遙測系統可以測量、記錄和傳送火箭在飛行中的所有工作引數和環境引數,為故障檢測處理系統與地面裝置提供各項引數。外測安全系統則是利用雷達、光學等裝置從火箭外部測量其飛行引數。
長征二號F運載火箭的推進劑利用系統就是對火箭內氧化劑和燃料劑(四氧化二氮+偏二甲肼)進行自動控制的系統。附加系統則由耗盡關機訊號系統、加註液位測量、推進劑測溫、垂直度調整和地面總體綜合測試網組成等。地面裝置則由地面控制中心、發射臺等組成。
四,神舟系列飛船都由長二F發射
神舟十二號
神舟系列飛船都由長征二號F運載火箭發射,主要是以下幾個原因:
首先
長二F運載火箭是專門為載人飛船而設計的運載火箭,
有
兩套控制系統
,
可靠性
(0.97,平均100次發射,最多3次失敗)與安全性(0.997,平均1000次發射,最多3次失敗)非常
高
。目前
長二F已進行15次發射,15次成功
,成功率100%。
神舟十三號
其次
長
二F的故障檢測處理系統是專門為載人飛船設計的系統。故障檢測處理系統可以檢測火箭的重要引數而判斷故障,出現故障時向有關係統發出逃逸指令和終止飛行指令並執行。若航天員未進艙,則可跳進塔架上的逃逸布袋滑到地下室的安全區;若航天員已入艙,系統則指揮火箭的逃逸塔點火,把飛船返回艙帶到安全地帶。
最後
長
二F的
逃逸系統也是專門為載人飛船設計的系統。若火箭發生重大危險,逃逸飛行器會將航天員安全帶回地面。逃逸系統有5種類型共12臺發動機(逃逸主發動機1臺,分離發動機1臺,控制發動機4臺,負責39公里以下高度的逃逸工作;高空逃逸發動機4臺,高空分離發動機2臺,負責39公里以上到110公里高度的逃逸工作),具備快速啟動、推力大、工作時間短、高可靠性和安全性等特性。