航天員生命安全重于泰山

　　確保航天員的生命安全是神舟七號載人航天飛行任務(wù)的重中之重。為保證“神七”發(fā)射成功和航天員安全回家，設(shè)計人員強化安全意識，不斷改進思路，優(yōu)化設(shè)計。在“神七”研制過程中，設(shè)計師們非常講究“安全設(shè)計”，哪怕是個細微之處，哪怕是幾經(jīng)驗證過的技術(shù)，他們也要追求萬無一失。

　　座椅提升體現(xiàn)“綠色”理念

　　在“神五”“神六”返回艙里的座椅都采用火工品爆燃提升的設(shè)計，而在“神七”返回艙座椅的設(shè)計上一改“從前”，設(shè)計人員考慮到盡管飛船的密封性已經(jīng)萬無一失，但是座椅下的一個壓力燃氣包里的有害氣體萬一要是發(fā)生泄露，后果不堪設(shè)想。為了保證3名航天員安全返回，最終確定了用“壓縮空氣”來取代燃氣，并相應(yīng)地增加了一套“氣源組件系統(tǒng)”作為動力源。座椅的提升原理沒有變化，只是工作介質(zhì)采用了安全的氣體——壓縮空氣，這意味著即便發(fā)生泄露，也不會對航天員的身體產(chǎn)生任何不利的影響。

　　小小艙門責任大

　　飛船的艙門歷來被稱為“生死之門”，也是研制者關(guān)注的焦點之一。無論是航天員出艙進行太空行走，還是返回軌道艙，關(guān)好艙門都非常重要。楊利偉首次上太空時，不存在開關(guān)艙門的問題；費俊龍和聶海勝再次進入太空，在軌道艙和返回艙中活動，僅僅需要開關(guān)一個艙門。而“神七”的任務(wù)涉及航天員出艙行走，在執(zhí)行任務(wù)過程中，需要開關(guān)好兩道艙門。親身經(jīng)歷過太空飛行的航天員深有體會，開關(guān)好艙門，看似簡單，實際要完成多項步驟�！吧衿摺鄙系暮教靻T開關(guān)艙門時，要完成開保險鎖、開關(guān)轉(zhuǎn)動手柄、拉開艙門、給艙門套上保護罩等一套規(guī)定動作。

　　考慮到航天員身著出艙航天服，充壓后服裝體積會增大，因此設(shè)計者把“神七”的通往太空的艙門通徑變大了，由“神六”時的750毫米加大到850毫米。在沿用了“神六”艙門的工作原理和設(shè)計形式等成熟技術(shù)基礎(chǔ)上，還進行了十多個項目的改進設(shè)計。特別是在主傳動鏈設(shè)計上，只要有一個尺寸變動，整個艙門設(shè)計尺寸都要隨之變動，設(shè)計人員為此設(shè)計出了80多張圖。

　　艙門打得開、關(guān)得上、密封可靠成為三個非常重要的環(huán)節(jié)。太空環(huán)境直接影響到開關(guān)艙門，特別是在真空、失重等太空環(huán)境下，將艙門打開，并不像地面開關(guān)門那么輕而易舉。而且艙門若不能保證密封，軌道艙內(nèi)就無法復壓，這意味著兩名航天員將無法脫掉艙外航天服，不能回到返回艙。

　　要百分之百地保證艙門打得開、關(guān)得上、密封可靠，必須在地面做真空和高低溫環(huán)境下的試驗驗證。2004年，設(shè)計人員特意研制了真空熱環(huán)境艙門開關(guān)裝置。艙門專用的“真空罐”里，設(shè)置了開關(guān)艙門的機構(gòu)，像個機械手在模擬航天員的操作。設(shè)計人員為了獲得艙門在更為惡劣的太空環(huán)境中的數(shù)據(jù)，在真空環(huán)境中，還把溫度拉偏到零下45度和零上45度。研制人員通過計算，獲得了試驗驗證數(shù)據(jù)。自2005年起，研制人員對生產(chǎn)出的艙門和開關(guān)機構(gòu)進行了大大小小的各種試驗達數(shù)十次。低溫環(huán)境對艙門開關(guān)影響最大，設(shè)計人員進一步對艙門進行可靠性試驗，在零下20度的低溫環(huán)境下打開艙門的動作反復做了數(shù)百次，得出了可靠數(shù)據(jù)。

　　氣瓶“穿衣”防不測

　　“神七”發(fā)射升空后，飛船將在350公里的高度繞軌道漫游，也就是在這個軌道高度，出艙的航天員要進行30分鐘的太空行走。同時航天員還要將一顆小衛(wèi)星釋放伴飛，上演一部人、星、船太空翩翩起舞的大戲。根據(jù)任務(wù)要求，設(shè)計師們對飛船外觀作了不少新的改進。取消了以往飛船上的留軌功能和附加段，還取消了飛船上的一對太陽帆板，通俗地說過去看到飛船上的四只翅膀，在“神七”上只有兩只了。

　　被釋放的小衛(wèi)星位于軌道艙前端，離5個復壓氣瓶近在咫尺，如果釋放小衛(wèi)星時爆炸螺栓產(chǎn)生碎片，就會像子彈一樣打到氣瓶身上，一旦氣體泄漏，后果不堪設(shè)想。為了確保航天員的安全，確保神舟七號飛船的安全，飛船研制人員“奇思妙想”，特意為安裝在軌道艙外的5個復壓氣瓶穿上了“防護衣”。

　　“防護衣”背后也有鮮為人知的故事。研制人員初步選定了五種用于制造防彈衣的防護材料。為更好地檢驗材料在真空環(huán)境下的技術(shù)性能，帶著這些備選的材料，研制人員專程到有關(guān)研究單位進行真空可凝揮發(fā)、真空質(zhì)損等多種試驗。經(jīng)過對試驗結(jié)果的反復比對，研制人員優(yōu)中選優(yōu)，最終確定了保護罩的材料。以前設(shè)計制作的防彈衣都是給人穿的，做生物損傷試驗時也給動物穿過，但給球狀物體設(shè)計衣服還是頭一回。研制人員拿出幾套設(shè)計方案，最終瓜瓣型設(shè)計方案獲得大家一致認可。為了保證防護衣與氣瓶配合“默契”，研制人員從打樣、修改到試穿，反反復復，不厭其煩。樣衣做出來了，安全性能格外引人關(guān)注，為此，研制人員多次進行實彈打靶，現(xiàn)場分析，終于獲得了可靠數(shù)據(jù)。

　　長二F改造：使“乘客”更加安全舒適

　　載人航天工程的另一大系統(tǒng)——運載火箭系統(tǒng)，由中國航天科技集團公司運載火箭技術(shù)研究院為主研制。用于發(fā)射神舟七號飛船的長二F火箭，與發(fā)射“神舟六號”時的火箭相比，技術(shù)狀態(tài)原則上保持不變，只是為了提高可靠性和舒適性進行了局部的改進。為了提高可靠性和舒適性，長二F進行的兩大技術(shù)攻關(guān)，分別是“8Hz”問題和“415s”問題。

　　從楊利偉的不適改起

　　2003年10月，航天員楊利偉搭乘“神舟五號”升空時，曾在一個短暫的時間內(nèi)感到非常不適。長二F火箭研制人員在了解到這一情況后，立即分析數(shù)據(jù)查找原因。數(shù)據(jù)分析顯示，火箭在上升期間曾出現(xiàn)過短暫的共振現(xiàn)象。為此研制人員對發(fā)射“神舟六號”飛船的長二F火箭進行了改進。“神六”上的航天員沒有產(chǎn)生特別的不適感，但技術(shù)人員通過對遙測數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)火箭從起飛126秒開始還是出現(xiàn)了逐漸增大的縱向單頻振動，頻率約為8Hz (以下稱為“8Hz”振動)。如果這一問題不解決，“神七”上的航天員還有可能產(chǎn)生像楊利偉那樣的感覺。因此，火箭系統(tǒng)“兩總”系統(tǒng)決心在發(fā)射“神七”的火箭上解決這一問題。

　　經(jīng)過進一步分析，研制人員發(fā)現(xiàn)“8Hz振動”現(xiàn)象是助推器動力輸送系統(tǒng)導致的比較典型的縱向耦合振動�；鸺�“兩總”組織研制人員對“8Hz”問題進行了深入的理論研究。為抑制這一現(xiàn)象，開展了穩(wěn)定性分析方法研究和振動抑制設(shè)計工作，確定了使用變能量蓄壓器來抑制振動的方案。為驗證分析結(jié)論和所采取措施的有效性，型號隊伍分別進行了變能量蓄壓器研制試驗、管路試驗以及點火控制線路驗證試驗；根據(jù)確定的改進方案，完成了新蓄壓器以及點火控制線路的設(shè)計、生產(chǎn)和總裝測試。

　　增壓管路鋁改鋼

　　長二F 第六發(fā)火箭成功發(fā)射后，型號隊伍在后續(xù)遙測結(jié)果分析時發(fā)現(xiàn)火箭飛行至415秒附近時出現(xiàn)異�，F(xiàn)象，二級尾艙熱環(huán)境參數(shù)出現(xiàn)較大幅度跳變或趨勢轉(zhuǎn)折，姿控系統(tǒng)、箭體軸向加速度以及動力系統(tǒng)等部分參數(shù)也在這一時段內(nèi)出現(xiàn)了一定的變化。

　　為了解決這個問題，在兩年半的時間內(nèi)，研制者組織國防科大、中科院等單位開展了理論研究。經(jīng)過研究，發(fā)現(xiàn)了在415s過載和加速度的跳動現(xiàn)象，得到了正常飛行不會產(chǎn)生這種異�，F(xiàn)象的結(jié)論。但是，為了確保萬無一失，火箭“兩總”系統(tǒng)還是決定進行改進。經(jīng)過真空噴流試驗，確認415秒現(xiàn)象是由增壓管路故障造成的。為此，火箭“兩總”系統(tǒng)組織設(shè)計了二級增壓管路鋁改鋼的技術(shù)方案，進一步提高了火箭的可靠性。

　　經(jīng)過中國航天科技集團公司飛船和火箭研制者艱苦卓絕的攻關(guān)，神舟七號飛船載人航天飛行任務(wù)按計劃有條不紊地實施著。2008年 月 日，凝聚著13萬中國航天科技集團公司員工智慧和汗水以及承載著13億全中國人民殷切期望的神舟七號飛船和長二F火箭與航天員圓滿完成了太空漫步的任務(wù)。中國航天員漫步太空的畫面?zhèn)鞅槭澜绲拿恳粋�角落。它莊嚴宣告：中國的神舟、神箭珠聯(lián)璧合、不辱使命，完成了載人航天工程第二步第一階段的戰(zhàn)略任務(wù)，同時也為未來的空間交會對接、空間實驗室奠定了堅實的基礎(chǔ)。