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降落伞撕裂,神舟十六鬼门关前走一遭?降落伞在下降过程中破损?这事儿是真的,三位航天员在鬼门关前走了一遭?估计大家都知道一旦降落伞失效的后果会有多严重,当年联盟一号降落伞无法打开,飞船据说深入地下一米多,还发生了爆炸,前苏联宇航员科马洛夫只留下部分被烧焦的遗体!那么这次降落伞破损真有那么大风险吗?

答案是不会,因为还有两道保险!

据目前公开的消息,降落伞的破口大小只跨越了一红一白,这是环帆伞的减速引导气流经过的空隙结构,与1200平方米的面积相比,这点破口根本不算什么。

不过我们得确认下,降落伞会不会因为有一个破裂就会不断被拉扯大,最终变成两半?答案是不会!是不是有点反直觉?正常情况下我们理解是,在迎面而来的高速气流冲击下,降落伞的破洞会越来越大,最终被撕裂成破布失效,然而降落伞织物的编织要求很高,2023年10月《航空学报》上就有一篇论文论证了这种航天器减速系列的降落伞在各种速度下被撕裂可能:

1.7马赫:伞结构保持完整,破损口不会扩大;

1.9马赫:伞结构在被撕裂,但仍然保证部分减速功能:

2.1马赫,伞结构在0.5秒内被破坏,彻底失效;

2.3马赫,伞结构在0.5秒内被破坏,比2.1马赫时破坏更彻底;

所以这个结局还是挺可怕的,要是伞破口继续扩大就没戏了,神舟飞船还不像秤砣一样下坠?不过这个却不需要担心,因为神舟飞船的主伞打开时速度只有200米/秒左右,所以完全不必担心这个撕裂面积会增加。

这是其一,其二则是神舟飞船还有一个备用伞,如果主伞破裂或者失效,那么备用伞就会立刻弹出打开,保证在主伞失效的情况下安全平稳落地,所以两道保险,保证神舟飞船的安全。

但是破口不会扩大并不表示我们不能掉以轻心,必须要查清楚这个破口是怎么形成的,是上天之前还是上天之后,如果是之前那问题就大了!如果是之后,是不是飞船上哪个附着物飞离时割破的伞衣,是否在空气动力学上可以调整下排除这个问题。

另一个问题:单伞风险太大,是不是还是群伞好?

首先我们了解下神舟十六号的降落伞,这是一个由引导伞、减速伞和主伞结构组成的单伞,直径大约40米,覆盖面积大约是1200平方米,由96根直径2.5毫米伞绳连接在一起,最终汇总到主伞绳到神舟飞船的降落伞舱。

打开顺序是飞船出黑障自由落体,在接近10千米高空时首先打开降落伞舱,先弹出引导伞,它的作用是拉出减速伞,作用是让神舟飞船从超音速下落状态降低到亚音速,大约在200米/秒的速度时再拉出主伞。

这个面积1200平方米的降落伞打开会依次打开,显示开伞最中间的一层,然后从外围折叠状态再依次打开,这个方式一个是防止一次打开对降落伞冲击过大,另一个也是降低飞船下降减速的过载。

有一点各位必须要了解下,降落伞并不是一个不透风的结构,而是中间有一个导流孔,这是一个稳定下降状态的结构,否则会引起钟摆形摆动,另外环帆伞不止是中间一个导流孔,在周围一圈圈红白相间的位置也有

与单伞相对的另一种是群伞,比如当年的阿波罗飞船以及现在的龙飞船和猎户座飞船使用的就是群伞,群伞就是两个或者以上的降落伞组成的多伞系统,阿波罗飞船是三个降落伞,龙飞船是四个,群伞的优势是抗风能力强,因为美国飞船返回都在大西洋或者太平洋,海上风大,群伞抗风能力高,所以只能群伞。

单伞系统结构简单,陆地对抗风能力要求不高,所以中国和俄罗斯用的都是单伞!不过中俄飞船对落点要求比海里回收的美国要高得多,毕竟海面上随便落,差个几千米几十千米都没事,但陆地上几十千米得把搜救累死,毕竟落地的都在戈壁滩上或者半荒漠地区。

但是无论是多伞还是群伞,都怕降落伞撕裂,因为在高速下一旦降落伞被撕裂后果由多严重?那一定会像秤砣一样往下坠,群伞则不会,失效1-2个都没问题,比如SpaceX的龙飞船返回时有时候只看到三个,这就表示龙飞船的群伞一个失效了,这不影响安全性,只会略微增加点下降速度。当然这也在可控范围内。

不过由于群伞是没有备份的,一般都是群伞相互备份,所以这样也有一个缺点,如果打开后伞绳缠绕在一起就死定了,如果是单伞的话可以切断抛离并再次打开备份伞,所以两者各有优势,不过未来的大型飞船返回都将采用群伞,原因很简单,大型单伞设计制造难度太大,而群伞则是多个中型伞衣通过伞绳的排列,伞衣的空气动力学设计等让其分离不至于缠绕,所以灵活度比较高。

必须要提一下的是我们的新一代飞船可以乘坐7名航天员,也是大型返回飞船,所以只能使用群伞。

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