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推进系统在飞船中的作用

 

    众所周知,汽车、飞机、轮船上都有发动机,没有它汽车不能奔驰,飞机不能飞行,轮船不能航行。同样,神舟号飞船上也有发动机,并且多达52台,它们与燃料供应设备合在一起叫推进系统。必须说明的是,神舟号飞船用的发动机与汽车、飞机和轮船上用的发动机是不一样的。汽车和轮船用的是活塞式发动机,汽油或柴油在汽缸中与空气中的氧燃烧,推动活塞往返移动,再通过曲柄连杆变成轴的转动,传输到汽车的轮子或轮船的螺旋桨上,使汽车和轮船能向前或向后运动。飞机用的是航空喷气发动机,汽油与空气中的氧燃烧产生的气体从喷管喷出产生推力,使飞机向前飞行。因此,它们都离不开空气中的氧气。飞船用的发动机是液体火箭发动机,工作时不需要空气中的氧气,是由一种称作氧化剂的含氧液体提供燃料燃烧所需的氧,或者直接由燃料催化分解产生气体,燃烧气体和分解气体通过喷管喷出产生推力,使飞船能够在没有空气的太空中也能飞行。

    在运载火箭把神舟号飞船送入太空后,神舟号飞船就得依靠自己的推进系统完成飞行任务。飞船上的全部发动机按照飞行任务要求,分布在飞船的3个舱里,组成了3个用途不同的独立的推进系统。

    第1个推进系统是在推进舱上,也就是在飞船最后面的那个舱中,共有28台发动机。这是神舟号飞船的主推进系统,从飞船进入太空后到飞船离开飞行轨道返回的这段时间内使用,其中4台推力大一点的发动机用于改变飞行轨道形状和轨道的升高或降低,推力小的发动机用来控制飞船的飞行姿态。当神舟号飞船在太空中围绕地球飞行时,由于航天员活动的影响,以及要求始终像飞机那样纵轴线平行于地球表面飞行,为此飞船的飞行姿态必须进行控制,否则会出现整个飞船翻滚,要是那样就非常危险了,航天员有可能无法返回地面。飞船没有飞机那样依靠空气动力控制飞行姿态的空气舵,飞船飞行姿态的控制也使用发动机来完成。同时,由于在太空中几乎没有空气,虽然不需要像飞机那样一直开着发动机来克服空气的阻力,但是仍然存在有很小的阻力,而且根据飞行任务的要求和为使返回舱能够在要求的着陆场着陆,神舟号飞船的飞行轨道需要进行一次由椭圆形变成圆形的改变和几次升高轨道的修正;飞船在最后完成飞行任务要返回地面时,也需通过发动机向飞行相反的方向喷气,把飞行的速度降下来,这些任务都要使用推力大一点的发动机来完成。

    第2个推进系统是在返回舱上,也就是在飞船中间的那个舱中,共有8台发动机。返回舱在返回飞行过程中要通过大气层,这时候的飞行姿态会变得不稳定起来,为防止再现乱翻滚,必须要进行飞行姿态控制。同时,通过控制飞船返回舱的滚动,可以使返回舱比较精确地降落在要求的地方,这两项任务都由返回舱推进系统的发动机来完成。

    第3个推进系统在轨道舱上,共装有16台发动机。在神舟号飞船返回地球减速前,轨道舱先脱离,它将留在太空中继续飞行半年,进行许多空间科学实验。为此,轨道舱的推进系统也要工作半年之久,为轨道舱的飞行姿态控制和飞行轨道的升高提供推力。

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编辑:李辰雨         

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