神舟号飞船发射回收过程,及其原理

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返回舱工作原理是返回舱返回地面时是采取大头朝前飞的姿态。为了使神舟号飞船返回舱能产生一定的升力,设计人员对返回舱的结构和仪器设备的安装部位作了精心设计。

返回舱采用增加一定配重块的方式,使得返回舱的质心不在返回舱的纵轴上,而是与纵轴偏离一个δ的距离,同时将质心配置在返回舱气动力中心之前的一定位置。

返回舱在再入大气层的过程中,作用在返回舱上的空气对返回舱产生压力,这些压力可以合成一个对返回舱任何一点的一个力和一个力矩。但是在返回舱上有这样一个点,对该点求合力时只有力R,而没有力矩(即力矩为零),这个点就叫气动力中心。

在此状态下,理论上不需要有作用在返回舱上的其他力矩,飞船就可以保证在配平攻角状态下飞行。如能控制返回舱绕速度矢量V旋转,则可以控制作用在返回舱上的升力的水平分量和铅垂分量的大小和方向,这样就可以控制返回舱的再入轨道,并控制返回舱下降至20千米左右高度的停控点的地理位置。

返回舱的着陆方式

返回舱承载了宇航员及大量的精密试验仪器,返回舱的成功回收是载人航天工程中至关重要的一个环节。

返回舱在返回地面的过程中,一般都采用降落伞来降低其着陆速度。由于受降落伞的设计着陆速度*,载人航天返回舱在陆地上的着陆速度一般为6-7m/s,而对无人返回舱可达10-14m/s。返回舱以这样大的着陆速度着陆时会在着陆瞬间产生很大的冲击,对舱内宇航员及仪器设备造成较大影响。

返回舱大底上远离落点位置达到应力峰值的时间相对落点位置有所滞后,同时落点处的应力值随着陆速度的变化较小,而距落点较远的位置则随着陆速度的变化幅度较大。

从加速度响应看,由于大底的缓冲作用,大梁上的加速度响应峰值大底上有明显减小,且加速度响应值在40-80Hz频率范围内较大。从冲击能量的分配情况可以看出,着陆地面是冲击能量吸收的主体,而大底则是返回舱上最主要的吸能部位,在返回舱的结构设计中应充分发挥大底的缓冲作用。

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