多用途飞船缩比返回舱

长征七号运载火箭首飞搭载载荷

多用途飞船缩比返回舱是长征七号运载火箭首飞搭载载荷之一，属于新一代载人飞船返回舱正式型的缩小版。返回舱是由中国空间技术研究院（航天五院）抓总研制的我国未来载人深空探测任务关键产品。

结构设计

外形特点

多用途飞船缩比返回舱是新一代载人飞船正式型的缩小版，身高2.6米，最大外径2.6米，重约2.8吨，呈“上面小、下面大”的倒锥形，采用返回舱和过渡段的两舱构型。

内部结构

多用途飞船缩比返回舱为圆锥侧壁加球冠大底的结构构型，其结构主体分为顶部、侧壁、大底三部分。

顶部是返回舱的主要承力部件，需在返回段开伞过程中抵抗严苛的冲击载荷。顶部有伞舱、弹射器、GNSS 天线、黑障天线等设备。

侧壁包括防热层、蜂窝板和壁板，其中防热层有4块，并与蜂窝板粘贴在一起，再用螺接的方式与壁板上的筋相连接。侧壁上主要安装有姿态控制、气动测量功能的设备。

大底是缓冲着陆冲击载荷的关键部位，由内外两层蒙皮以及夹筋桁条组成。大底由金属大底和防热大底两部分组成，其中金属大底上主要安装有信息管理、能源管理、回收、气动测量等功能的设备；防热大底上布设了气动测量功能设备。

技术特点

形似金属不倒翁 “实战”检验气动外形

不同于它的神舟飞船先辈们“钟罩式”的外形，多用途返回舱看起来更像一个头部窄巧、底部敦实的“金属不倒翁”。再入大气层的飞行过程中采取了大底朝前、小头朝后的“仰卧”姿态，安装在头顶的主降落伞系统顺势迎风开伞。[62]

此次任务中，返回舱通过配置气动测量传感器，能够测量返回舱再入大气层过程中的返回舱表面压力、温度和热流等数据，获取返回舱气动特性参数。这种通过实战来检验气动外形的验证形式在国内尚属首次，因此获得的数据也弥足珍贵，突破并验证了未来载人飞船返回舱的新气动外形设计。

返回舱也可重复使用首次采用新材料

为了实现降本增效，返回舱在可重复使用技术上进行了探索，主要包含基础结构和电子产品两方面。

返回舱采取了“金属结构+防热结构”的双层设计方案，其中防热结构是可以拆卸的，因此在大气层被灼蚀的防热结构在返回地面后，可拆卸、更换。这样做不仅将节省大量的运营成本，还将缩短研制周期。

在这次的返回舱中，使用了多台随神舟飞船飞天后返回的设备，技术人员经过充分的检验、测试，“复活”了这些返回的设备，让他们成为了此次返回舱的组成部分。

值得一提的是，返回舱采用新型合金材料，这一材料在我国航天器的主结构上还是首次使用。和当前主流的航天器铝镁合金相比，它的强度更强、韧性更足，这意味着我国未来航天器有更为强健的钢筋铁骨，将极大地提升航天器的性能、延长航天器的寿命。

超音速稳定伞防“掉头” 回收着陆技术迈入新阶段

安全着陆是多用途飞船缩比返回舱试验任务的最后一根“接力棒”。

返回试验舱的气动外形是未经在轨飞行试验验证的全新设计，虽然主降落伞系统能够实现360度开伞功能，但技术人员充分考虑到返回舱在再入飞行中有可能会出现小头朝前、大头朝后的俯冲姿态，返回舱逆风而行，所以采用安装超声速稳定伞增强主降落伞系统开伞的可靠性。充气张开的超声速稳定伞像一顶保驾护航的小黄帽，半球形的“头顶”和连接带拖曳着多用途飞船返回舱。一旦出现“掉头”现象，超声速稳定伞可凭借风力矫正返回舱的飞行姿态，从而保障主降落伞的正常工作。

试验过程

2016年6月25日20时，长征七号运载火箭在海南文昌航天发射场发射升空。20时10分，载荷组合体与火箭成功分离，成功将多用途飞船缩比返回舱送入进入近地点200千米、远地点394千米的椭圆轨道。

2016年6月26日15时04分许，长征七号搭载的上面级和返回舱组合体在飞行第13圈后，远征1A上面级开始第三次点火返回制动，返回舱与上面级顺利进入预定的返回轨道。随后，上面级调整姿态使返回舱呈现与水平面约50多度的返回姿态。

15时17分许，在距地面约170公里的太空中返回舱与上面级与分离。级返分离后，上面级按预设程序开始第四次点火轨道制动，抬升至安全运行轨道。随后，着陆场系统的测控设备开始对返回舱实施测控跟踪，在经历再入大气层、通过黑障等阶段后，在距地面20多公里高空，返回舱打开稳定伞并稳定姿态。接着，返回舱脱掉稳定伞，弹出伞舱盖，打开了减速伞，主降落伞在减速伞的拖拉下成功打开。

15点41分，返回舱成功着陆在内蒙古巴丹吉林沙漠腹地的东风着陆场西南戈壁区，外观良好，状态正常。

23时，返回舱检查回收完毕，安全转运至酒泉卫星发射中心。

主要任务

获取返回舱飞行气动力和气动热数据，验证可拆卸防热结构设计、新型轻量化金属材料制造等关键技术，并开展黑障通信技术试验。

意义

多用途飞船缩比返回舱的成功回收，为后续新型载人飞船的论证设计和关键技术攻关奠定了重要基础，标志着我国长征七号运载火箭首飞任务既定目标全部实现。

作为我国新一代载人飞船的首次试验飞行，表明新一代载人飞船前期研发工作已经启动。意味着我国新一代多用途飞船整体性能将实现跃升，将可以搭乘更多的航天员，还能到达更远的深空，满足未来载人深空探测任务。

此次飞行试验成功验证了我国新一代多用途飞船的返回舱新气动外形，突破了航天器可重复使用设计、验证及评估技术，新型金属材料产品也经受住了苛刻返回环境的考验。这标志着我国载人深空探测技术迈上了新的台阶，为未来载人深空探测任务奠定了基础。

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