我国新一代载人飞船成功返回舱 国产高科技是幕后功臣

按照天体力学的规律在太空运行，执行探索、开发、利用太空和天体等特定任务的各类飞行器。航天器为了完成航天任务，必须与航天运载器、航天器发射场和回收设施、航天测控和数据采集网与用户台站(网)等互相配合，协调工作，共同组成航天系统。航天器是执行航天任务的主体，是航天系统的主要组成部分。航天器的出现使人类的活动范围从地球大气层扩大到广阔无垠的宇宙空间，引起了人类认识自然和改造自然能力的飞跃，对社会经济和社会生活产生了重大影响。

载人飞船是能保障航天员在外层空间生活和工作以执行航天任务并返回地面的航天器。可以独立进行航天活动，也可用为往返于地面和空间站之间的“渡船”，还能与空间站或其他航天器对接后进行联合飞行。借助于运载火箭发射进入太空，绕地球轨道运行或进行轨道机动飞行;飞船内有适合人工作和生活的人造环境;完成任务后，飞船的一部分返回大气层，用降落伞和缓冲装置实现软着陆。

2020年5月8日13时49分，我国新一代载人飞船试验船返回舱在酒泉东风着陆场预定区域成功着陆。试验船返回舱的平安归来标志着我国空间站阶段飞行任务首战告捷。首次采用多项技术：新型轻质耐烧蚀的碳基防热材料、国际上推力的新型单组元无毒推进系统、群伞气动减速、气囊着陆缓冲技术等。在轨飞行时，新一代载人飞船试验船完成了我国首次太空3D打印试验、“千兆级局域网”试验等多项空间科学试验和技术试验。

新一代载人飞船试验船防热材料的耐受的热流可能接近3000度的高温。重量特别轻，从材料到结构都是我们国家自主研制。本次返回舱的重量比神舟飞船大了一倍，回收着陆的要求也就更高。神舟飞船降落伞应该是世界上的降落伞，所以研究团队采用群伞，三顶降落伞。通过这个试验考核，群伞减速回收也取得了圆满的成功。

传统航天器材料

为了满足航天器表面材料的性能要求，发展了镍基耐热合金等高温合金材料。镍基高温合金的含镍量超过50%，其合金化特点与金属间化合物强化相的铁基合金非常类似。镍基合金的热处理采取固溶一时效处理，得到的组织是含有固溶强化元素Mo及W的Ni-Cr或Ni4-Cr-Co固溶体加金属间化合物的折出相。

碳基防热复合材料

蚀防热复合材料在热流的作用下能发生分解、熔化、蒸发、升华等多种消耗热能的物理-化学变化,藉材料自身的质量消耗带走大量热能,阻止热流传入结构内部,在战略战术导 弹和航天器的防热部件中得到广泛应用.防热复合材料除了要承受超高温之外,还要承受高速粒子流冲刷、高压、强核辐射等多种荷刻工况的耦合作用,这就要求材料具有烧蚀率低、烧蚀热高、抗热震及高温力学性能优良等特点,碳基复合材料是抗这种超常环境的理想材料之一。

由于工作环境的特殊性以及防热结构的重要性,防热材料内部的微观结构特征、超高温热物理性能和力学性能的演化规律以及超高温环境下的烧蚀行为。评价结构的可靠性,已成为防热复合材料制造和应用中所亟待解决的重要理论和工程问题.材料的热物理性能是工程传热计算与设计必不可少的数据,该文测试了混杂碳/碳复合材料超高温条件下热物理性能,包括膨胀系数、比热容和热扩散率,并据此计算了材料的热导率,为高温烧蚀条件下混杂碳/碳复合材料防热结构瞬态温度场的计算提供了可靠的数据。

ADN无毒推进系统

中国航天科技集团公司五院502所研制的ADN(二硝酰胺铵)无毒推进系统，实现卫星推进系统的预包装，显著缩短卫星发射前的准备时间，提高快速响应能力，满足未来卫星对推进系统长期贮存、冰点低、无毒、相容性好、环境友好，快速组装、快速检测等的要求。利用激光诊断技术在国内首次完成ADN基液体发动机点火过程流动与燃烧特征参数的瞬态测量，经过点火热试车，产品部分性能指标达到国际先进水平。

气囊着陆缓冲

缓冲气囊是一种常用的着陆缓冲结构，其主要靠压缩气囊内部气体做功来消耗被缓冲物的冲击动能。缓冲气囊从囊腔个数来分可以分为单室气囊和多室气囊;从缓冲机理上可以分为排气型、非排气型和组合型，其中组合型为排气型和非排气型组合而成，通常为双气室气囊，内囊为非排气型气囊而外囊为排气型气囊。缓冲气囊质量轻且缓神特性好，气囊着陆缓冲系统已经被广泛地应用于航天器回收、无人机回收以及空降空投中。所以，近些年来国内外相关研究人员采用理论计算、试验和数值仿真等方法对其缓冲吸能特性进行了广泛研究。

太空3D打印试验

中国自主研制的“复合材料空间3D打印机”及其在轨打印的两个样件随中国新一代载人飞船试验船返回舱成功返回东风着陆场。空间3D打印与地面3D打印差别来自微重力环境对打印过程的影响，这是中国首次开展轨道3D打印试验，也是全球首次实现连续碳纤维增强复合材料的太空3D打印。实现了微重力环境对3D打印成型机理的全面验证。

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