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挑商标:神舟返回舱用单伞,阿波罗和龙飞船用群伞,美国就比我们先进?

挑商标:神舟返回舱用单伞,阿波罗和龙飞船用群伞,美国就比我们先进?

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2022年4月16日9时56分,神舟13号载人飞船返回舱历经

轨返分离、推返分离、再入、过黑障区、开降落伞、开着陆缓冲发动机等关键飞行事件及环节后,顺利

降落在东风着陆场。这不仅是我国载人航天征程中在轨驻留时间更长的一次全新高度,更是天宫计划的成功第一步。但是细看这次神州13号载人飞船返回舱和以往多次载人飞船返回舱的返回画面会发现,我国的载人飞船返回舱返回地球的时候,只需要使用一个伞即可,而美国却普遍使用三个伞、甚至四个伞,有人说这是因为我们的多伞(群伞)技术不成熟,所以只能使用单伞技术,那么事实真是如此吗?

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首先返回舱返回地球到底使用单伞还是群伞这个和载人航天发展历程、经验既有直接关系,又和载人飞船返回舱的重量和降落地点有直接关系。比如早在美苏太空争霸的载人航天时期,为了方便返回舱着陆和回收,美国选择的是海上回收,那么面对风高浪急的海况下,使用多个伞组成的群伞最大的优势就在于单个伞的尺寸较小,技术难度较小,而且群伞多个伞同时打开的状况下,抗风性更强,更适合稳稳的降落在风高浪急的预定海域,所以包括后面的阿波罗登月计划和载人龙飞船实施载人返回计划的时候,都选择了技术成熟可靠的海上溅落回收机制。

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同时也因为阿波罗载人飞船光是返回舱的重量就有14.7吨重,使用多个伞组成的群伞最大的好处就是群伞的载重量更大,减速效果更为明显,毕竟阿波罗载人飞船进入大气层的速度非常快,但是全程都需要依靠群伞减速到安全速度、最终稳稳的溅落海面。所以到重量接近10吨的载人龙飞船返回的时候,为了保证这个重量较大的载人龙飞船依然只依靠降落伞安全溅落海面,依然延续了阿波罗时期的群伞技术。

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而对于我国的神舟载人飞船发展时期,因为我们参考了苏联的联盟载人飞船返回机制,降落地点也选择在了陆地上,所以对于返回舱接触地面时的速度要求更慢、更稳,因此我们的神舟载人飞船返回舱返回地球的时候,除了依靠减速伞减速外,在快要接近地面的时候,布置在返回舱底部的反冲火箭也会进一步减速,并助力返回舱平稳的降落在陆地上,那么只需要单伞即可。

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再一个神舟载人飞船虽然整备重量高达7.8吨,但是返回地球的返回舱重量只有3吨左右,更小的重量下,对于承担减速的降落伞要求也就没有那么高,所以我们的减速伞只使用了单伞技术,这样最大的优点就是单伞在打开过程中,首先抛出的引导伞帮助返回舱扶正的同时,也顺势拉出主伞,那么在连续的过程中因为都是单伞,所以不会出现群伞同时开伞过程中的缠绕或者打不开的状态,而且我们虽然只有使用的是单伞,但是仍然有备份伞时刻处于待命状态,所以安全可靠性可以说是最好的。

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反观美国载人飞船惯用的群伞技术虽然载重量更大、抗风性更强,但是群伞因为在打开过程中多个伞的迅速膨胀、撑开,很容易发生缠绕或者某个伞打不开的状态,而且美国的载人飞船全程都只是用群伞减速,如果在返回开伞过程中某个伞打不开,或者发生缠绕状况,那么安全降落是值得怀疑的,像阿波罗15载人飞船返回舱和载人龙飞船某次返回的时候,就有一个伞没能成功打开,为此美国的群伞不得不将三个伞的降落载重、减速裕度设计的更大,以避免发生某个伞没能成功打开时,仍然能够安全降落。

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因此总结来说的话,我们的单伞最大的优势就是不会发生打不开或者伞绳缠绕的问题,所以安全性是已知采用降落伞回收的载人航天方案中最高的,而且我们还有备份伞和反冲火箭帮助降落,进一步提升了返回舱返回地球的安全可靠性。反观美国使用的群伞技术虽然载重量更大、抗风性更强,但是非常容易发生伞绳缠绕或者某个伞无法顺利打开的问题,而且多个伞的重量也体积也非常大,势必会侵占返回舱空间和重量,

因此从载人航天最为重要的安全可靠性来说,我们的神舟飞船使用的单伞技术是最好的方案。

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可能这个时候有人会说,既然单伞是最好的返回方案,那为啥我国新一代载人飞船却使用了三个伞的群伞技术+气囊缓冲呢?

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的确新一代载人飞船在返回技术上抛弃了之前神舟载人飞船使用的单伞技术+火箭反冲方案,改为三个伞的群伞技术+气囊缓冲方案,开始在返回方式上和美国现阶段使用的群伞技术一样。

这也是因为现阶段神舟载人飞船返回舱使用的单伞已是全球范围内尺寸最大的减速伞了,甚至比同级别俄罗斯联盟载人飞船使用的单伞撑开体积还大200平米

。如果我们继续在新一代载人飞船的返回技术上使用单伞技术,那么介于新一代载人飞船的重量是全球最大的,达到了21吨多,这个单伞的尺寸可想而知需要多大?

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而且单伞尺寸过大后,除了对伞面材料抗拉强度有更高要求外,同时对于单伞的迅速打开方式也有全新的要求,毕竟尺寸这个大的伞想要顺利打开难度是非常大的,所以为了降低技术难度,我们在新一代载人飞船上使用了群伞技术。当然未来随着我国在伞体材料技术上的突破,相信还是会改回单伞技术的,毕竟中美两国都明白单伞要比群伞更适应航天需求,所以在火星登陆上都使用了单伞技术。

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只是现阶段美国的返回舱重量都比较大、且选择在海面降落,根本制造不出来合适的单伞,所以只能被迫使用看似先进的群伞技术。

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