白晝流星：航天報(bào)國(guó)

◎ 北京空間機(jī)電研究所 唐明章 孟祥晶

2019年9月30日，新中國(guó)成立70周年禮贊影片《我和我的祖國(guó)》全國(guó)上映。該片由7部短片組成，以7個(gè)故事回溯新中國(guó)成立70周年來(lái)普通人與祖國(guó)同呼吸、共命運(yùn)的歷程；以新中國(guó)成立70年來(lái)我國(guó)政治、經(jīng)濟(jì)、文化等領(lǐng)域的大事件為背景，凸顯人民生活等各方面的幸福感和獲得感。

其中，《白晝流星》這部短片以大氣魄、大情懷真實(shí)還原了2016年11月18日神舟十一號(hào)飛船返回艙成功著陸的壯闊場(chǎng)面，展示出我國(guó)載人航天的輝煌業(yè)績(jī)，歌頌航天人的英雄壯舉。值得一提的是，北京空間機(jī)電研究所6名航天人攜1200m2的“明星”降落傘，參與了該片的拍攝。這是科學(xué)與藝術(shù)的碰撞，航天與祖國(guó)生日慶典的再次親密接觸。

1200m2降落傘是神舟飛船從太空返回地球的保護(hù)傘，是影響航天員生命安全的核心關(guān)鍵產(chǎn)品，而回收著陸往往是返回式航天器工作的最后階段，也是返回式航天任務(wù)成敗的最終標(biāo)志。航天器回收著陸技術(shù)是指利用可展式氣動(dòng)減速裝置或著陸緩沖裝置，通過(guò)特定的控制手段，使需要返回或著陸的有效載荷進(jìn)行減速與緩沖，直至按預(yù)定的程序和目的安全著陸和收回的技術(shù)。

航天器回收著陸的主要任務(wù)是進(jìn)行飛行試驗(yàn)的飛行器（除了衛(wèi)星、飛船、深空探測(cè)器等航天器外，還包括火箭、無(wú)人機(jī)等各類飛行器）全部或局部減速到規(guī)定的速度，并安全著陸于地球或其他星球表面。航天器回收著陸技術(shù)是航天技術(shù)重要的組成部分，也是促進(jìn)空間技術(shù)發(fā)展必不可少的關(guān)鍵技術(shù)之一。

北京空間機(jī)電研究所成立于1958年，是我國(guó)最早從事空間技術(shù)研究的單位之一，也是我國(guó)目前唯一專業(yè)從事航天器回收著陸技術(shù)的工程研制單位。北京空間機(jī)電研究所根據(jù)當(dāng)時(shí)的國(guó)情及火箭技術(shù)發(fā)展的狀況和需要，將探空火箭的研制作為當(dāng)時(shí)的主要任務(wù)之一，并為了配合箭頭和箭體的回收而組建了回收著陸技術(shù)專業(yè)。因此，我國(guó)的航天器回收與著陸技術(shù)專業(yè)發(fā)展至今已有61年了。在61年的發(fā)展歷程中，我國(guó)的航天器回收與著陸技術(shù)從無(wú)到有、從作坊式研制到一定規(guī)模研制，創(chuàng)造了以返回式衛(wèi)星、載人飛船和探月工程月地高速再入返回飛行試驗(yàn)器安全回收著陸為重要里程碑的輝煌成就，構(gòu)筑了專業(yè)齊全、功能配套、設(shè)施完備的回收與著陸系統(tǒng)工程研制體系，掌握了一大批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，積累了獨(dú)具特色的回收與著陸系統(tǒng)工程研制經(jīng)驗(yàn)和方法，造就了一支技術(shù)精湛、作風(fēng)優(yōu)良的研制隊(duì)伍，為我國(guó)的航天事業(yè)作出了杰出貢獻(xiàn)。

61年來(lái)，北京空間機(jī)電研究所圓滿完成了我國(guó)載人航天、“嫦娥工程”重大專項(xiàng)任務(wù)，圓滿完成返回式衛(wèi)星及各類無(wú)人機(jī)等研制配套任務(wù)，我國(guó)也因此成為世界上第三個(gè)掌握衛(wèi)星和飛船回收著陸技術(shù)的國(guó)家，航天器回收著陸專業(yè)的部分技術(shù)水平已達(dá)到或接近國(guó)際先進(jìn)水平。

經(jīng)過(guò)61年的發(fā)展，北京空間機(jī)電研究所在航天器回收著陸技術(shù)領(lǐng)域取得了舉世矚目的成就。其中大型降落傘氣動(dòng)減速技術(shù)、著陸緩沖技術(shù)、高超聲速充氣式再入減速技術(shù)、大型可控翼傘定點(diǎn)歸航技術(shù)、可重復(fù)空天飛行器水平著陸技術(shù)、柔性體多場(chǎng)耦合仿真分析技術(shù)、回收著陸系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真分析技術(shù)、空間柔性展開(kāi)結(jié)構(gòu)技術(shù)等多項(xiàng)核心技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破，回收著陸系統(tǒng)級(jí)到單機(jī)級(jí)產(chǎn)品體系不斷健全。

目前北京空間機(jī)電研究所航天器回收著陸專業(yè)達(dá)到的主要技術(shù)水平如下：

（1）回收質(zhì)量 7500kg；

（2）回收高度 80000m；

（3）回收速度 M22（剛性減速）， M3.4（降落傘減速）；

（4）氣動(dòng)減速：平面圓傘、十字型傘、環(huán)帆傘、帶條傘、導(dǎo)向面?zhèn)恪⒈P(pán)縫帶傘、沖壓翼傘等數(shù)10種傘型，面積：0.1~1200m2（單傘）；充氣式減速裝置；展開(kāi)阻力板等多種技術(shù)途徑；

（5）回收控制：過(guò)載、程序、高度、導(dǎo)航等多種控制方式；

（6）著陸緩沖：具有氣囊著陸、發(fā)動(dòng)機(jī)反推著陸、機(jī)械支架著陸、起落架等多種方式；

（7）回收標(biāo)位：水面標(biāo)位、閃光標(biāo)位、無(wú)線電標(biāo)位、導(dǎo)航標(biāo)位等多種方式，標(biāo)位距離達(dá)到10km；

（8）定點(diǎn)著陸精度：150m在1000kg載荷條件下。

其中，國(guó)慶70周年閱兵國(guó)旗采用的是航天用降落傘的材料及氣動(dòng)設(shè)計(jì)技術(shù)。降落傘作為航天器回收著陸氣動(dòng)減速技術(shù)中最重要的減速裝置，具有無(wú)與倫比的重要性。降落傘具有減速效率高、質(zhì)量輕、包裝體積小等特點(diǎn)，是有大氣存在的星球上，對(duì)飛行器實(shí)施減速的主要手段。目前北京空間機(jī)電研究所擁有國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的降落傘加工設(shè)備、特紡材料試驗(yàn)及測(cè)試設(shè)備，還有與之配套的生產(chǎn)試驗(yàn)設(shè)施，如降落傘的包裝大廳和晾傘塔等。目前已成功研制了各種類型降落傘，從早期的平面圓形傘、方形傘，到現(xiàn)在的帶條傘、導(dǎo)向面?zhèn)?、環(huán)帆傘、沖壓式可控翼傘等，形成了系統(tǒng)的降落傘工程設(shè)計(jì)理論。

國(guó)慶70周年慶典上的大型充氣燈籠采用的是航天用緩沖氣囊的材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)，航天器回收著陸緩沖技術(shù)主要是在飛行器著地部位墊上緩沖氣囊或緩沖材料，通過(guò)緩沖氣囊的放氣或緩沖材料的變形來(lái)吸收飛行器著陸沖擊的部分能量，從而減少飛行器的部分著陸沖擊載荷。緩沖氣囊一般采用柔性材料制作，折疊包裝，在工作前充氣展開(kāi)，具有包裝體積小、質(zhì)量輕、緩沖能力強(qiáng)的特點(diǎn)，是著陸緩沖的主要核心單機(jī)產(chǎn)品。

經(jīng)過(guò)61年的不斷積累與創(chuàng)新，北京空間機(jī)電研究所在航天器回收著陸技術(shù)方面擁有近百項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，具備覆蓋設(shè)計(jì)、仿真、生產(chǎn)、測(cè)試到外場(chǎng)試驗(yàn)全流程的研制能力。獲科技成果與進(jìn)步獎(jiǎng)共計(jì)91項(xiàng)，國(guó)家級(jí)15項(xiàng)，部委級(jí)76項(xiàng)。北京空間機(jī)電研究所也是航天器回收著陸專業(yè)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的編制單位，完成了上百份行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的編寫(xiě)工作，為我國(guó)航天事業(yè)作出了巨大的貢獻(xiàn)。