科技日報(bào)記者 付毅飛

據(jù)中國載人航天工程辦公室消息，北京時(shí)間2023年5月30日9時(shí)31分，搭載神舟十六號(hào)載人飛船的長征二號(hào)F遙十六運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射，約10分鐘后，神舟十六號(hào)載人飛船與火箭成功分離，進(jìn)入預(yù)定軌道，航天員乘組狀態(tài)良好，發(fā)射取得圓滿成功。

【資料圖】

火箭升空過程中，航天員感慨：“很舒服！”“太壯觀了！”“相當(dāng)漂亮！”……桂海潮還說：“坐火箭太爽了！”

為什么坐火箭那么爽？

中國航天科技集團(tuán)一院火箭專家錢航介紹，火箭點(diǎn)火起飛時(shí)速度很慢，隨后進(jìn)入逐漸加速的過程，加速曲線總體來說比較平緩。

即使如此，隨著速度增加，航天員仍能感受到明顯的“推背感”，最強(qiáng)烈時(shí)，如同被數(shù)倍于自身的重量壓在座椅上。錢航說，長二F火箭在設(shè)計(jì)中對過載有明確要求，不會(huì)像戰(zhàn)斗機(jī)做極端動(dòng)作時(shí)那樣讓常人無法忍受，但相比在地面開快車要更刺激。對于普通人來說，這種感覺跟在游樂場坐過山車差不多。

而當(dāng)火箭各子級(jí)分離時(shí)，隨著分離機(jī)構(gòu)工作，加速曲線會(huì)出現(xiàn)明顯跳變。長二F火箭采用的是熱分離方式，例如一、二級(jí)分離時(shí)，控制系統(tǒng)同時(shí)發(fā)出分離指令和二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火指令，級(jí)間分離面上的14個(gè)爆炸螺栓同時(shí)引爆，解除級(jí)間連接，二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)加速前行。這個(gè)過程帶給人的感受類似開車被追尾，或者如同航天員翟志剛曾經(jīng)形容的，像“屁股被踢了一腳”。

此外錢航表示，隨著火箭二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)，飛船已基本進(jìn)入太空，航天員開始有失重的感覺，同時(shí)全身血液重新分布，會(huì)覺得頭發(fā)漲或是上下顛倒。

除了刺激、奇妙的體驗(yàn)，“爽”也需要有一定舒適性。

2003年10月15日，楊利偉乘坐神舟五號(hào)飛船執(zhí)行我國首次載人飛行任務(wù)。許多人可能不知道，楊利偉返回地面后曾向一院長二F火箭研制團(tuán)隊(duì)反映，在火箭飛行到120秒至140秒時(shí)，他感覺到一種在訓(xùn)練中從未感受過的振動(dòng)，讓他非常難受。

是飛船的問題，還是火箭的問題？查找振動(dòng)原因的過程十分艱辛，最終一個(gè)傾向性的結(jié)論浮出了水面。一院長二F火箭總指揮荊木春說：“我們管它叫‘POGO振動(dòng)’，漢語表述就是縱向耦合振動(dòng)?！?/p>

這種振動(dòng)和人類心臟的振動(dòng)頻率很相近，有可能對航天員的身體造成傷害。

研制隊(duì)伍經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，找到了一個(gè)辦法，對管路蓄壓器進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。神舟六號(hào)飛船飛天后，航天員告訴研制人員，并沒有感到身體不適。但研制隊(duì)伍在分析數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)現(xiàn)，還有振動(dòng)的情況出現(xiàn)，只是波動(dòng)不大。

他們再次投入到改進(jìn)設(shè)計(jì)工作中，發(fā)現(xiàn)之所以還有振動(dòng)，是因?yàn)殚L二F火箭4個(gè)助推器的振動(dòng)頻率比較復(fù)雜，一定程度上影響了蓄壓器的效果。當(dāng)神舟七號(hào)飛船飛天時(shí)，火箭用上了新的變能蓄壓器，縱向耦合振動(dòng)問題被徹底解決。

如今，距神舟七號(hào)任務(wù)已經(jīng)過去了15年，長二F火箭在技術(shù)狀態(tài)上有了很大變化。繼續(xù)保持火箭的舒適性，一直是火箭研制隊(duì)伍的關(guān)注點(diǎn)。他們不斷攻關(guān)、持續(xù)改進(jìn)，只為讓航天員坐火箭越來越舒適。

“現(xiàn)在，長二F火箭針對航天員的適應(yīng)性設(shè)計(jì)已經(jīng)非常成熟。”荊木春說。

除了火箭，記者從航天科技集團(tuán)五院了解到，作為航天員往返天地的交通工具，神舟飛船的舒適性也至關(guān)重要。從神舟四號(hào)飛船開始，研制團(tuán)隊(duì)就對人機(jī)界面進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)并不斷完善。經(jīng)過不斷磨合，神舟飛船目前的狀態(tài)已經(jīng)可以滿足航天員各項(xiàng)任務(wù)要求以及舒適性要求。在神舟十六號(hào)載人飛船上，設(shè)計(jì)人員將飛船儀表的數(shù)據(jù)顯示化繁為簡，從使用者角度出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)，為航天員執(zhí)行任務(wù)提供更加清晰、直觀、舒適的顯示界面。

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