4.1 “水星”载人飞船

4.1 “水星”载人飞船

“水星”载人飞船用于搭载一位航天员进入太空并将其安全送回地面。飞船外形呈圆柱加圆锥形状,长3.51米,锥底直径1.89米。发射重量1,935公斤。飞船的上面是逃逸塔。底部有一个烧蚀隔热罩,保护飞船重返大气时不被烧坏。实验证明,烧蚀隔热可靠、厚度薄、重量轻,而且生产容易和便宜。

逃逸系统包括3个固体助推火箭和逃逸塔。如果发射时运载火箭出问题,逃逸系统火箭启动,拉着“水星”飞船和航天员脱离问题火箭。然后固体分离火箭把飞船和逃逸系统分离,飞船靠降落伞回收系统降落。

飞船头部有一块小的金属件,叫扰流板。当飞船飞入大气时,流经扰流板的气流把飞行器转动到适当位置,让隔热板首先再入大气。飞船再入大气时,航天员要经受4g过载。

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图4-1 “水星”计划载人飞船和逃逸塔

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图4-2 “水星”载人飞船视图

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图4-3 Maxime Faget(1921年8月26日~2004年10月9日)

图示(https://www.daowen.com)

图4-4 “水星飞船的隔热罩和3个制动火箭

“水星”飞船的乘员舱尺寸较小,1.7立方米,只能容纳1名航天员,里面还有120个控制器:55个电子开关,30个保险器和35个机械杆件。“水星”载人飞船由Max Faget和NASA的太空任务组设计。

“水星”飞船安装了偏航、俯仰和滚转的自动和手动喷管,用于轨道插入后到返航启动前姿态控制,没有轨道改变能力。飞船设计保证驾驶员无法工作时,可以完全由地面控制。

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图4-5 着陆气囊

飞船有3个固体燃料制动火箭,每个工作10秒钟,如果其他2个失效,一个也能保证飞船返回地球。它们的点火程序是第一个启动,5秒后第二个启动(第一个仍在工作),再5秒后第三个点火(第二个仍在工作)。

重返大气层后,小引导减速伞在6,405米高空打开,开始对飞船减速以备着陆。主降落伞在3,050米高空打开,继续对飞船减速,为水上着陆做准备。在撞击水面之前,着陆气囊从防热罩后面急速膨胀以减少撞击力。着水之后,其他的气囊立即膨胀,使太空舱在水中保持直立。

NASA前后向麦克唐纳飞机公司订购了20艘“水星”飞船,命名为“水星”1到20,其中“水星”10、12、15、17和19没有飞行;“水星”3和4在无人试飞行时毁坏;“水星”11沉没海底,38年后才从大西洋洋底捞回。有些飞船生产后又改装,并在它们编号后架一个字母,如“水星”2B和15B。有些“水星”改装了2次,如“水星”15变成“水星”15A,然后又变成“水星”15B。

NASA和麦克唐纳飞机公司还制造了一些简易“水星”飞船(使用代用材料或不带飞行系统的飞船模型/样机/复制品),用于试验飞船回收系统、逃逸塔及火箭发动机。试验主要在兰利研究中心和沃罗普斯岛的发射台进行。