新一代载人飞船卫生区功能性空间优化设计研究

目的开展中国新一代载人飞船卫生区的空间优化研究,探索功能性空间优化设计方法,提高载人飞船空间利用效率,同时提升航天员的舒适性体验。方法以中国空间站卫生区的功能和结构为依据,探讨中国新一代载人飞船卫生区功能组件的构成;依据航天员在微重力状态下使用卫生区的动作与姿态,建立卫生区空间布置的初步概念;根据卫生区的舱壁布局、微重力下航天员视野区域及最佳操作空间分析,开展相关功能组件建模,基于卫生区的人机交互节点,利用JACK软件进行仿真分析与评估,结合评估结果改进设计方案,并通过追踪航天员活动轨迹产生的包络体完成卫生区的空间优化。结论通过对比中国新一代载人飞船卫生区优化前后设计方案的舒适性、可操作性和空间尺寸,验证了功能性空间优化设计方法的有效性和可靠性,为载人航天器舒适性与集成化设计提供了参考。

“神舟”十二号载人飞船回收着陆分系统产品保证工作实践

“神舟”十二号载人飞船于2021年6月17日搭载了聂海胜、刘伯明和汤洪波3名航天员随“长征”二号F遥十二运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射升空,返回舱于2021年9月17日13时33分安全返回着陆场。至此,“神舟”十二号圆满完成空间站阶段首次载人飞行任务,为后续空间站运营阶段奠定了基础。其中,“神舟”十二号回收着陆分系统通过降低返回舱的速度、保证返回舱的稳降姿态,确保了飞船返回舱平稳着陆,以及航天员的平安出舱。

神舟载人飞船是如何返回地面的

北京时间2024年11月4日1时24分,神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。此次神舟十八号飞船返回地球依旧采用快速返回的技术,即环绕地球5圈(大约7.5小时)后,经过四个阶段,大约历时50分钟着陆地面。从神舟十三号起,神舟载人飞船一直采用这种返回方案。载人飞船返回由载人飞船系统、航天员系统、测控通信系统和着陆场系统等多个系统共同完成,技术较为复杂。神舟载人飞船在返回过程需要经历哪些考验?飞船在夜间返回搜索救援要采取什么措施?航天员着陆出舱前后要经过哪些处置过程?下面将详细解答。

神舟十八号载人飞船发射取得圆满成功

2024年4月25日20时59分,神舟十八号载人飞船搭乘长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,发射取得圆满成功。神舟十八号载人飞船入轨后,于4月26日03时32分,成功对接于空间站天和核心舱径向端口,整个自主交会对接过程历时约6.5小时。4月26日05时04分,神舟十八号航天员乘组叶光富、李聪、李广苏入驻“天宫”,与神舟十七号乘组在中国空间站胜利“会师”。随后,两个航天员乘组拍下“全家福”。

变吸收率涂层在载人飞船的应用效果分析

为解决空间站组合体复杂构型和姿态下载人飞船返回舱舱壁的高低温风险,对舱体所处极端空间低温和高温环境进行识别;对舱体形状和空间外热流进行分析,以神舟十二号任务为例计算返回舱空间热环境,提出一种低发射率和可变太阳吸收率的涂层,并测试了新涂层的热物理参数。新涂层在神舟十二号及后续载人飞船返回舱上得到了应用,对返回舱在轨飞行温度数据进行分析。结果表明:新的涂层可以较好地降低返回舱高温区域的温度,并提高低温区域的温度,消除高温和低温风险。

新一代载人飞船逃逸系统设计与关键技术研究

新一代载人飞船发射逃逸系统用于航天员进舱直至入轨船箭分离期间发生紧急故障将航天员带离危险区域。面向载人月球探测和近地空间站任务,采用MBSE方法系统分析了新飞船发射逃逸系统任务需求和特点,研究确定了逃逸模式和逃逸系统设计,对弹道与控制、结构与分离、气动、动力、供电与信息等开展了专项技术研究,识别出逃逸技术难点并提出了解决方法,对关键技术攻关进展进行了总结,并将在后续研制中进行充分的考核验证,确保在正式飞行任务中稳定可靠工作,以进一步提升载人飞行任务的安全性。

猎户座飞船电源系统设计特点及启示

针对登月飞船电源系统在功率密度、承载性、安全性、可靠性等方面的更高要求,调研了美国猎户座飞船电源系统总体方案,发电、控制、储能等功能产品详细方案,以及部分地面测试和在轨飞行情况。对猎户座飞船电源系统供配电架构、冗余度及可靠性设计、电池类产品安全性设计、结构机构类产品承载性设计等进行分析,梳理出登月飞船电源系统研制过程中需重点关注的问题及建议,可为中国该类飞船电源系统研制提供技术参考。

神舟五号载人飞船的研制与飞行结果评价

总结了神舟五号飞船的研制过程,对飞行试验结果进行了评价。

新一代载人飞船气动外形设计与优化

新一代载人飞船需要兼顾近地和月球探测任务,因此要求飞船返回舱具备以第二宇宙速度再入返回的能力。以满足第二宇宙速度再入返回为主要目标,开展新一代载人飞船返回舱气动外形优化设计:首先,梳理新一代载人飞船返回舱任务需求,开展返回舱外形初步选形分析;其次,结合工程计算和CFD软件数值模拟结果建立近似模型,通过多目标优化的方法最终完成返回舱气动外形的优化;最后,通过飞行试验完成对气动外形的有效验证。

新一代载人飞船可重复使用技术体系研究

针对空间站大规模空间应用和载人深空探测计划中天地往返运输成本高昂这一主要制约因素,在中国新一代载人飞船的研制过程中,为降低运行成本、提升经济效益,按照具备重复使用能力开展相关设计。首先提出了新一代载人飞船可重复使用模式的构想,对航天器重复使用的技术难点进行了分析,并从可重复使用条件设计、产品可重复使用性能设计、可重复使用维修保障性设计和自主健康检测及诊断设计4个维度给出了解决问题的技术途径,从而形成了新一代载人飞船可重复使用技术体系。本研究明确了新一代载人飞船可重复使用技术路线和实现方向,可用于指导开展未来可重复使用航天器研制,为大规模开发太空奠定基础。

空间站任务载人飞船系统级安全性保证技术与应用

针对空间站任务载人飞船高安全性指标要求、实时性和长期性任务特点,文章提出了载人飞船系统级安全性保证方法,通过识别出影响航天员安全的所有危险源并采取针对性的设计措施,尽量消除影响航天员安全的系统级单点故障模式,降低危险风险至可接受水平,达到提高载人飞船全任务阶段安全性水平的目的。该方法经过了神舟飞船系统级安全性分析、安全性设计,以及地面和飞行任务验证,可对后续载人航天器系统级安全性保证提供参考。

我们的神舟飞船

神舟飞船是我们中国人自己研制的空间载人飞船,从神舟一号到神舟十八号,中国载人航天技术可谓“一飞冲天”,我们做到了与日月并肩,与星河为伴。小朋友,今天我们也来做一艘神舟飞船,并把它“发射”出去吧!

可靠性技术在神舟五号载人飞船上的应用

介绍了可靠性技术在神舟五号载人飞船上的应用情况和采取的各项可靠性管理措施。按要求建立可靠性模型,以工程验证为主,指标概率评估为辅从两方面验证了神舟五号载人飞船的可靠性是否满足放行准则中的要求。

载人飞船图像系统优化设计及验证

针对载人飞船图像传输质量低的问题,根据测控体制及信道资源约束现状,提出一种载人飞船图像系统优化设计,通过对载人飞船上图像压缩编码算法改进和地面图像增强,实现在沿用载人飞船整体方案的前提下图像传输质量的提升。载人飞船上图像压缩部分,通过提升单帧图像的分辨率和降低帧频,实现传输带宽不变前提下图像质量的提升。地面图像增强部分,通过对载人飞船上原始图像进行深度网络数据预处理和基于深度网络的低质量视频增强,解决经过编码传输后视频分辨率低、压缩噪声大、运动模糊严重的问题,进一步提升图像质量。经过实例验证,通过改进载人飞船上图像压缩编码算法,在双幅模式下,峰值信噪比(PSNR)提升约2.000 dB;在单幅模式下,PSNR提升约1.800 dB。通过增加地面图像增强系统,PSNR提升约2.000 dB。

载人飞船返回舱再入末段实时光电测量评估系统

针对载人飞船返回舱再入末段(高度20 km以下)缺乏有效测量评估方法的问题,研制了一套基于小型光电经纬仪的测量评估系统。硬件系统由光电指向器、驱动控制机箱、室内操控盒和显控计算机组成,研发了具有系统监控、图像处理、数据传输功能的管理平台软件,实现了在不同跟踪状态下的电路跟踪模型和复杂背景下的小目标智能识别融合算法。系统支持外引导、自跟踪2种模式跟踪返回舱再入末段至落地全过程。使用多站交汇算法获取返回舱降落轨道数据,实现返回舱落地后的快速落点测量,完成神舟十二至神舟十四号载人飞船返回段回收测量任务。结果表明:该系统为返回舱再入末段的轨道测量和状态评估提供了可靠手段,首次实现了返回舱再入末段高清图像的实时拍摄传输,为飞船指挥控制部门提供了科学、直观、准确的评估依据。

载人飞船回收着陆搜救系统优化设计

设计由国际救援示位标、着陆搜寻信标机、北斗短报文收发终端、铱卫星手机、信标天线及天线网络组成的回收着陆搜救系统,进一步提升载人飞船回收着陆搜救系统的可靠性。该系统首先通过飞船上的国际救援示位标及配套信标天线和天线网络,将位置信息通过国际搜索和救援卫星系统(COSPAS-SARSAT)转发至搜救控制中心,完成载人飞船的初步位置锁定。救援直升机/越野车/救援船根据位置信息赶赴返回落点现场,通过装载的243定向接收仪接收着陆搜寻信标机发出的信标信号,完成定向,并从不同方向锁定和实时跟踪信标,缩小搜救范围。配置着陆搜寻信标机和铱卫星手机,分别实现基于243 MHz的半双工的模拟话音通信和基于铱卫星系统的全双工的数字语音通信。通过配置北斗短报文收发终端,利用已有的北斗二号和北斗三号导航星座,实现位置信息的获取和转发。配置闪光灯及海水染色剂作为辅助救援手段,进一步提升陆上和海上的搜救可靠性。文章设计的系统支持正常及自主应急返回的着陆搜救任务,适应陆地及海上搜救的需求,已经成功应用于神舟十二号~神舟十四号载人飞船的回收救援,能有效提升定位精度和缩短救援时间。

神舟五号载人飞船项目质量管理的一些做法和思考

介绍了神舟五号载人飞船质量管理工作的一些特点和成功的做法,分析了神舟五号项目质量管理工作中存在的主要问题和不足,提出了在后续型号中提高质量管理水平,做好产品保证工作的建议。

载人飞船有“魔法”

北京时间2023年5月30日9时31分,搭载景海鹏、朱杨柱、桂海潮三名航天员的神舟十六号载人飞船由长征二号F遥十六运载火箭从酒泉发射场载人工位发射升空。当日16时29分,飞船对接于中国空间站天和核心舱径向端口(朝向地球的对接口),标志着我国载人空间站工程应用与发展阶段的首艘载人飞船正式到站。

壮烈的丰碑——礼炮1号空间站与联盟11号载人飞船

1969年,苏联人两次发射N1登月火箭都以失败告终,他们看着美国人登月成功后在月表奔跑、跳跃却无可奈何,只好将竞争方向从登月转移到对空间站的建设之中。苏联由此开展了一项庞大的航天计划--礼炮计划,旨在从建设空间站方面反超美国。自1971年至1991年,苏联共建造并发射了7座用于科研的轨道空间站,即礼炮1号到礼炮7号,以及5座用于军事侦察的轨道试验站,即钻石号。

神舟十七号载人飞船发射取得圆满成功

2023年10月26日11时14分,神舟十七号载人飞船搭乘长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,发射取得圆满成功。神舟十七号载人飞船入轨后,于10月26日17时46分,成功对接于空间站天和核心舱前向端口,整个对接过程历时约6.5小时。10月26日19时34分,神舟十七号乘组航天员汤洪波、唐胜杰、江新林进入空间站天和核心舱,与神舟十六号乘组胜利会面。两个航天员乘组拍下“全家福”。