北京航天知識夏令營盤點航天科普知識介紹:
航天發(fā)射想必大家都看過吧,目前世界各國在發(fā)射火箭時,幾乎無一例外地采用“10、9………3、2、1”發(fā)射倒計時程序。不過,每個國家在具體細節(jié)上還是有不一樣的地方,比如,中國和美國。
中美倒計時有差異
經(jīng)常觀看發(fā)射直播的細心網(wǎng)友可能會發(fā)現(xiàn),中國發(fā)射直播的倒計時是:“10、9、8、7、6、5、4、3、2、1(不讀0)、點火(等待3秒左右)-起飛”,也就是說讀到0的時候火箭才點火。
而像SpaceX公司那樣的美國公司則是“10、9、8、7、6、5、4、3(此時點火)、2、1、0、起飛”,也就是火箭實際上是在倒計時尚未到0,火箭就點火了,美國的火箭是在“搶跑”?為什么會有這些區(qū)別呢?難道只是習慣上的差別嗎?
背后的“玄機”
簡單地說,中國的火箭倒計時是點火倒計時,點火之后發(fā)動機滿推力需要一定時間,然后才能起飛。在發(fā)射平臺上有觸點,如果火箭有了位移會被接通,精確的起飛時間會立即測量出來并輸入測控系統(tǒng)。如果你看中國火箭發(fā)射的直播,在“點火”“起飛”口令后,很快會有人報,“起飛時,XX時XX分XX秒XXX毫秒”。
美國的火箭都是采用起飛倒計時,或者以主發(fā)動機推力完全建立的時間為任務零時。國外媒體稱,這其中的不同是因為中國目前的運載火箭均未采用牽制釋放裝置,火箭起飛與否全憑發(fā)動機的推力,推力達到額定值之后自然就起飛了。由于發(fā)動機啟動是個瞬態(tài)過程,各個發(fā)動機之間也不會完全同步,起飛時間是這個過程的結果,無法人工控制,所以采用倒計時點火,然后測量起飛時間。
美國主流運載火箭全部采用了牽制釋放裝置,即火箭在起飛瞬間前是被“鎖”在發(fā)射臺上的,在預定起飛時間前幾秒鐘啟動發(fā)動機,牽制釋放裝置會測量發(fā)動機的推力,如果達到額定推力會解鎖放飛火箭,倒計時零時即為放飛火箭的時間。由于牽制釋放裝置允許各個發(fā)動機在火箭靜止狀態(tài)工作一小段時間,可以消除掉不同發(fā)動機之間不同步推力的影響,其動作時間也可以被更加精確地控制。
但資料顯示,這種說法不是完全準確,有些火箭,如宇宙神5火箭,其主發(fā)動機推力建立的時間為任務零時,固體助推點火在T0+0.8秒,起飛時間在T0+約1秒。
牽制釋放裝置需要非常高的可靠性,在火箭發(fā)射的時候,應該釋放時不釋放,或者應該牽制時不牽制(會導致點火起飛程序不正常的火箭失去支撐,后果無法想像),都是非常嚴重的事故。
在美國火箭發(fā)射臺上,牽制釋放裝置一般是箭體底緣4個比較敦實的裝置。只要在這個裝置釋放前,火箭還有繼續(xù)立在地球表面的可能,但一旦開始工作,開弓沒有回頭箭,地球的重力被火箭毫無羈絆地拋在身后。
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