◎ 北京空間機(jī)電研究所 唐明章 孟祥晶

2019年9月30日，新中國成立70周年禮贊影片《我和我的祖國》全國上映。該片由7部短片組成，以7個故事回溯新中國成立70周年來普通人與祖國同呼吸、共命運的歷程；以新中國成立70年來我國政治、經(jīng)濟(jì)、文化等領(lǐng)域的大事件為背景，凸顯人民生活等各方面的幸福感和獲得感。

其中，《白晝流星》這部短片以大氣魄、大情懷真實還原了2016年11月18日神舟十一號飛船返回艙成功著陸的壯闊場面，展示出我國載人航天的輝煌業(yè)績，歌頌航天人的英雄壯舉。值得一提的是，北京空間機(jī)電研究所6名航天人攜1200m2的“明星”降落傘，參與了該片的拍攝。這是科學(xué)與藝術(shù)的碰撞，航天與祖國生日慶典的再次親密接觸。

1200m2降落傘是神舟飛船從太空返回地球的保護(hù)傘，是影響航天員生命安全的核心關(guān)鍵產(chǎn)品，而回收著陸往往是返回式航天器工作的最后階段，也是返回式航天任務(wù)成敗的最終標(biāo)志。航天器回收著陸技術(shù)是指利用可展式氣動減速裝置或著陸緩沖裝置，通過特定的控制手段，使需要返回或著陸的有效載荷進(jìn)行減速與緩沖，直至按預(yù)定的程序和目的安全著陸和收回的技術(shù)。

航天器回收著陸的主要任務(wù)是進(jìn)行飛行試驗的飛行器（除了衛(wèi)星、飛船、深空探測器等航天器外，還包括火箭、無人機(jī)等各類飛行器）全部或局部減速到規(guī)定的速度，并安全著陸于地球或其他星球表面。航天器回收著陸技術(shù)是航天技術(shù)重要的組成部分，也是促進(jìn)空間技術(shù)發(fā)展必不可少的關(guān)鍵技術(shù)之一。

北京空間機(jī)電研究所成立于1958年，是我國最早從事空間技術(shù)研究的單位之一，也是我國目前唯一專業(yè)從事航天器回收著陸技術(shù)的工程研制單位。北京空間機(jī)電研究所根據(jù)當(dāng)時的國情及火箭技術(shù)發(fā)展的狀況和需要，將探空火箭的研制作為當(dāng)時的主要任務(wù)之一，并為了配合箭頭和箭體的回收而組建了回收著陸技術(shù)專業(yè)。因此，我國的航天器回收與著陸技術(shù)專業(yè)發(fā)展至今已有61年了。在61年的發(fā)展歷程中，我國的航天器回收與著陸技術(shù)從無到有、從作坊式研制到一定規(guī)模研制，創(chuàng)造了以返回式衛(wèi)星、載人飛船和探月工程月地高速再入返回飛行試驗器安全回收著陸為重要里程碑的輝煌成就，構(gòu)筑了專業(yè)齊全、功能配套、設(shè)施完備的回收與著陸系統(tǒng)工程研制體系，掌握了一大批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，積累了獨具特色的回收與著陸系統(tǒng)工程研制經(jīng)驗和方法，造就了一支技術(shù)精湛、作風(fēng)優(yōu)良的研制隊伍，為我國的航天事業(yè)作出了杰出貢獻(xiàn)。

61年來，北京空間機(jī)電研究所圓滿完成了我國載人航天、“嫦娥工程”重大專項任務(wù)，圓滿完成返回式衛(wèi)星及各類無人機(jī)等研制配套任務(wù)，我國也因此成為世界上第三個掌握衛(wèi)星和飛船回收著陸技術(shù)的國家，航天器回收著陸專業(yè)的部分技術(shù)水平已達(dá)到或接近國際先進(jìn)水平。

經(jīng)過61年的發(fā)展，北京空間機(jī)電研究所在航天器回收著陸技術(shù)領(lǐng)域取得了舉世矚目的成就。其中大型降落傘氣動減速技術(shù)、著陸緩沖技術(shù)、高超聲速充氣式再入減速技術(shù)、大型可控翼傘定點歸航技術(shù)、可重復(fù)空天飛行器水平著陸技術(shù)、柔性體多場耦合仿真分析技術(shù)、回收著陸系統(tǒng)動力學(xué)仿真分析技術(shù)、空間柔性展開結(jié)構(gòu)技術(shù)等多項核心技術(shù)實現(xiàn)突破，回收著陸系統(tǒng)級到單機(jī)級產(chǎn)品體系不斷健全。

目前北京空間機(jī)電研究所航天器回收著陸專業(yè)達(dá)到的主要技術(shù)水平如下：

（1）回收質(zhì)量 7500kg；

（2）回收高度 80000m；

（3）回收速度 M22（剛性減速）， M3.4（降落傘減速）；

（4）氣動減速：平面圓傘、十字型傘、環(huán)帆傘、帶條傘、導(dǎo)向面?zhèn)恪⒈P縫帶傘、沖壓翼傘等數(shù)10種傘型，面積：0.1~1200m2（單傘）；充氣式減速裝置；展開阻力板等多種技術(shù)途徑；

（5）回收控制：過載、程序、高度、導(dǎo)航等多種控制方式；

（6）著陸緩沖：具有氣囊著陸、發(fā)動機(jī)反推著陸、機(jī)械支架著陸、起落架等多種方式；

（7）回收標(biāo)位：水面標(biāo)位、閃光標(biāo)位、無線電標(biāo)位、導(dǎo)航標(biāo)位等多種方式，標(biāo)位距離達(dá)到10km；

（8）定點著陸精度：150m在1000kg載荷條件下。

其中，國慶70周年閱兵國旗采用的是航天用降落傘的材料及氣動設(shè)計技術(shù)。降落傘作為航天器回收著陸氣動減速技術(shù)中最重要的減速裝置，具有無與倫比的重要性。降落傘具有減速效率高、質(zhì)量輕、包裝體積小等特點，是有大氣存在的星球上，對飛行器實施減速的主要手段。目前北京空間機(jī)電研究所擁有國內(nèi)最先進(jìn)的降落傘加工設(shè)備、特紡材料試驗及測試設(shè)備，還有與之配套的生產(chǎn)試驗設(shè)施，如降落傘的包裝大廳和晾傘塔等。目前已成功研制了各種類型降落傘，從早期的平面圓形傘、方形傘，到現(xiàn)在的帶條傘、導(dǎo)向面?zhèn)?、環(huán)帆傘、沖壓式可控翼傘等，形成了系統(tǒng)的降落傘工程設(shè)計理論。

國慶70周年慶典上的大型充氣燈籠采用的是航天用緩沖氣囊的材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)，航天器回收著陸緩沖技術(shù)主要是在飛行器著地部位墊上緩沖氣囊或緩沖材料，通過緩沖氣囊的放氣或緩沖材料的變形來吸收飛行器著陸沖擊的部分能量，從而減少飛行器的部分著陸沖擊載荷。緩沖氣囊一般采用柔性材料制作，折疊包裝，在工作前充氣展開，具有包裝體積小、質(zhì)量輕、緩沖能力強(qiáng)的特點，是著陸緩沖的主要核心單機(jī)產(chǎn)品。

經(jīng)過61年的不斷積累與創(chuàng)新，北京空間機(jī)電研究所在航天器回收著陸技術(shù)方面擁有近百項自主知識產(chǎn)權(quán)，具備覆蓋設(shè)計、仿真、生產(chǎn)、測試到外場試驗全流程的研制能力。獲科技成果與進(jìn)步獎共計91項，國家級15項，部委級76項。北京空間機(jī)電研究所也是航天器回收著陸專業(yè)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的編制單位，完成了上百份行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的編寫工作，為我國航天事業(yè)作出了巨大的貢獻(xiàn)。