5月8日13時(shí)49分，我國(guó)新一代載人飛船試驗(yàn)船返回艙在東風(fēng)著陸場(chǎng)預(yù)定區(qū)域成功著陸。鮮為人知的是，它的落點(diǎn)精度再創(chuàng)新高，相比以往神舟飛船提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)。中國(guó)載人航天工程飛船系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師張柏楠表示，返回艙的落點(diǎn)精度“超出了我們的預(yù)期，10.8環(huán)”。

為什么能比10環(huán)還多0.8環(huán)?記者從中國(guó)航天科技集團(tuán)五院了解到，除了導(dǎo)航精準(zhǔn)，新飛船上還裝備了一項(xiàng)異于國(guó)內(nèi)外其他方法的獨(dú)創(chuàng)技術(shù)——全數(shù)字全系數(shù)自適應(yīng)預(yù)測(cè)校正制導(dǎo)。

據(jù)該技術(shù)主要發(fā)明人、五院502所的載人飛船系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師胡軍介紹，該方法具有智能化特點(diǎn)，相比傳統(tǒng)技術(shù)更加靈活，能應(yīng)對(duì)更加復(fù)雜的情況，同時(shí)控制更平穩(wěn)、精度也更高。“利用該方法，能夠?qū)崟r(shí)預(yù)報(bào)返回艙飛到終點(diǎn)時(shí)的誤差，根據(jù)這個(gè)誤差再去調(diào)整飛行軌跡，直到飛抵目標(biāo)點(diǎn)。”胡軍說(shuō)。

或許有人以為飛船返回艙的落點(diǎn)精度主要取決于降落傘，其實(shí)不然。飛船使用的降落傘屬“無(wú)控傘”，會(huì)隨風(fēng)漂移。決定落點(diǎn)精度的，其實(shí)是“開傘點(diǎn)”，也就是降落傘打開時(shí)返回艙所處的空間位置，這正是自適應(yīng)預(yù)測(cè)校正制導(dǎo)技術(shù)所管轄“路段”的終點(diǎn)。飛船返回前，技術(shù)人員會(huì)根據(jù)氣象部門預(yù)測(cè)的風(fēng)速、風(fēng)向，計(jì)算飛船傘降過程中的漂移距離和方向，由此對(duì)理論開傘點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，讓飛船的落點(diǎn)盡量準(zhǔn)確。而自適應(yīng)預(yù)測(cè)校正制導(dǎo)技術(shù)，則是在一路風(fēng)馳電掣和電光火石中，支持制導(dǎo)導(dǎo)航與控制系統(tǒng)“駕駛”飛船飛向最后算出的開傘點(diǎn)。

這個(gè)過程難度很大。首先是飛行過程中偏差多、偏差大，包括返回艙的初始位置、速度、姿態(tài)偏差，氣動(dòng)力系數(shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)推力、返回艙質(zhì)量等動(dòng)力學(xué)和控制偏差，以及大氣密度等環(huán)境偏差。

其次是有效控制時(shí)間很短。新飛船返回艙的速度從每秒9公里降到每秒150米，高度從120公里降到大約8公里的開傘點(diǎn)，只有350秒時(shí)間，而且其過程中動(dòng)力學(xué)復(fù)雜。

此外返回艙的構(gòu)型也決定了其控制能力有限。由于氣動(dòng)升力大小不能調(diào)整，返回過程中只能利用返回艙往不同方向傾斜，來(lái)調(diào)整氣動(dòng)升力的指向，以此控制返回艙的縱向航程和橫向航程。

這不是該技術(shù)首次亮相。2014年我國(guó)嫦娥五號(hào)飛行試驗(yàn)器開展月地返回跳躍式再入試驗(yàn)時(shí)，正是借助該技術(shù)的應(yīng)用，創(chuàng)造了迄今為止國(guó)際上飛船外形航天器再入返回的最高開傘點(diǎn)精度。連續(xù)成功的工程實(shí)踐，驗(yàn)證了該技術(shù)的理論先進(jìn)性、工程實(shí)用性以及不同任務(wù)要求下的適應(yīng)性。

記者了解到，全數(shù)字全系數(shù)自適應(yīng)預(yù)測(cè)校正制導(dǎo)技術(shù)，是胡軍團(tuán)隊(duì)三代航天人歷經(jīng)20余年，將理論研究和工程實(shí)踐相結(jié)合的成果。該成果在世界上首次打通了預(yù)測(cè)制導(dǎo)和控制之間的隔閡，大大簡(jiǎn)化和降低了預(yù)測(cè)制導(dǎo)的應(yīng)用門檻，無(wú)論在控制理論的發(fā)展還是在提升工程應(yīng)用水平方面都具有典型意義，是對(duì)世界航天控制領(lǐng)域的一大貢獻(xiàn)。

目前502所已對(duì)該技術(shù)開展了進(jìn)一步理論分析和多種案例深入研究，結(jié)果表明該技術(shù)不僅適用于月地返回跳躍式再入、地球軌道直接再入，還可應(yīng)用于火星進(jìn)入與火星大氣捕獲、大升力體初始再入、末端能量管理、水平進(jìn)場(chǎng)著陸等。該所將持續(xù)開展有關(guān)技術(shù)研究，使其應(yīng)用向智能自主方向深入邁進(jìn)。(記者 付毅飛)

關(guān)鍵詞： 試驗(yàn)船 落點(diǎn)精度