《国际太空》《卫星应用》
            
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航天器回收着陆技术“变形记”
来源:《卫星应用》2017年第3期作者:杨艳 

“1200 平方米特大面积的降落伞”、“7000 多个零部件组成”、“我国回收降落伞中结构最庞大和最复杂的系统”,这些“高大上”的标签属于神舟飞船回收着陆系统,而这些都是北京空间机电研究所航天器回收着陆技术的一部分。对于公众来说,航天技术总是带有一丝外太空的神秘气息,其实,这些技术早已存在于我们的日常生活中,只是它们改头换面后不那么容易被认出来而已。


防弹衣:防恐防爆的必备单品


防护产品与航天技术有什么关系呢?原来,制作防弹衣的核心材料芳纶,最早就是从返回式卫星降落伞的材料中提取出来的。1992 年,北京空间机电研究所用降落伞伞衣材料做试验,看看能否作为射击训练的移动靶基使用,却意外发现这种材料的防弹性能出人意料的好。北京空间机电研究所研究人员从中进一步提取出芳纶,并通过不断实验各种编织方法,研制出了我国第一件软质防弹衣。后来,芳纶也用于防刺服、防爆毯的制作。


“奇盾”系列安全防护产品不仅包括人们常见的防弹衣、防刺服、防爆毯、防割手套,还有电击抓捕器、声波盾牌等。2008 年北京奥运会期间,北京市政府采购了不少防爆罐和防爆毯,配备在人流量大的高危公共场所。现在,人们在北京地铁 4 号线和 15 号线站台看到的蓝黑色防爆罐和防爆毯也是通过航天技术转化而来的。


红宫灯:天安门广场上亮丽的风景线


2009 年 10 月 1 日上午,中华人民共和国成立 60 周年庆祝大会在天安门广场隆重举行,北京空间机电研究所承制的 60 盏巨型红宫灯稳稳地悬浮在空中,为整个布局增加了新意和亮点。在这 60 盏巨型红宫灯研发和生产过程中运用的正是航天器回收着陆技术。

红宫灯

以柔性纺织材料制成的宫灯内部是一个气囊,与航天器回收的降落伞在设计原理、制造工艺、试验方法等方面都有异曲同工之妙。宫灯对材料使用提出很高要求,外部面料可以防水、阻燃,内囊则使用耐压且气密性良好的高空复合膜制成;宫灯释放用的拉绳也由高科技材料制成,这种材料常用于航天器着陆用降落伞的伞绳、伞带上,每根绳子抗拉强度达一吨左右,并具有防割性能。


巨幅红旗:反法西斯游行队伍中的“排头兵”


2015 年纪念抗战胜利 70 周年阅兵活动中,北京空间机电研究所设计、研制的巨幅国旗和军旗悬挂于直升机下,随空中护旗梯队的“排头兵”飞过天安门。北京空间机电研究所将神舟飞船回收着陆相关技术成功应用于红旗项目,在红旗设计、试验、加工等环节进行了多轮技术攻关。

抗战大阅兵国旗缝纫拼接现场

大尺寸红旗曾面临高速飞行时破损的难题。北京空间机电研究所对比分析了红旗摆动与神舟飞船降落伞开伞的异同,建立了巨幅红旗在高速流场中动力学特性的仿真模型,进行了大量模拟计算。基于研究分析,北京空间机电研究所运用降落伞流固耦合技术,对阅兵红旗创新地采用了新型限制气流扰动技术,确保了红旗在空中平整的展示效果。


与飞船降落伞一样,阅兵红旗采用的是特制布料。为了确保展示效果,北京空间机电研究所在布料上又涂了一层特制涂料,既使红旗的透光性恰到好处,保证了地面远距离观看时的鲜艳度,又使得红旗具备较强的防雨能力,足以应对中雨、大风等恶劣天气。


无人旋翼机载动态监测系统:国内外首款可安全伞降的无人旋翼机


2014 年 9 月,无人旋翼机载动态监测系统产品亮相中国科技展北京主会场,吸引了中共中央政治局常委、中央书记处书记刘云山等中央领导同志的目光。

无人旋翼机团队

该系统是北京空间机电研究所研制的一套基于无人旋翼机和光学遥感器的动态监测系统及解决方案,也是国内外首款可进行安全伞降的无人旋翼机,可应用于应急减灾、交通管理、特殊环境人员搜寻和应急救助、环境监测、公安缉毒等方面。系统中的安全伞降模块正是采用了神舟飞船回收着陆有关技术,可使失控状态的飞机平台以一定速度平稳降落,为疏散地面人群争取更多时间,保障地面人员安全,并可以保护飞机平台及载荷,使其损毁程度降到最低。


看了这些接地气的产品,你是不是觉得飞船回收着陆技术不再那么高高在上了?未来,柔软的伞衣和“胖胖”的着陆气囊还有望分别应用在高楼救生伞、人体防护气囊上,到那一天,曾经保护神舟飞船返回地球的回收技术同样也能保护咱们普通人的生命安全呢!