近日，北京穿越者载人航天科技有限公司（以下简称“穿越者”）完成穿越者壹号（CYZ1）逃逸地面试验舱模态试验，成功获取舱体结构关键动力学参数。该试验结果为后续模型校核与动力学分析提供了实测依据，也为逃逸系列飞行试验相关分析奠定了基础。
对逃逸舱而言，模态试验要回答的是一个直接关系到逃逸安全的问题：当逃逸分系统在极端工况下被激活，舱体结构会以怎样的频率、怎样的变形方式回应外部剧烈的瞬时激励；这些响应是否可控，是否会影响结构可靠性，是否会给乘员安全链路带来不可接受的风险。此次试验的价值，正在于用实测数据把这些问题从“仿真假设”推进到“可测量、可校核、可追踪”的工程实践。
一把力锤、100 余个测点：为逃逸舱建立初始“健康档案”
一把力锤，轻轻敲在穿越者壹号逃逸地面试验舱的舱壁上。100 余个测点同步记录振动响应，为工程师识别结构特性提供数据，也为逃逸舱建立起一份初始“健康档案”。
就像音叉有特定音高，舱体也有自身的振动特征。模态试验通过可控激励与多点响应采集，识别结构的三类关键参数：固有频率，即结构的固有振动频率，好比它的“音高”；振型，描述振动时各部位如何运动；阻尼比，反映振动能量耗散的快慢。这些参数由结构的质量、刚度分布、连接状态与边界条件等共同决定。将其记录下来，就为后续模型校核与结构状态对比建立了基础档案。
本次试验中，直径约 4 米、质量约 1.1 吨的试验舱通过弹性悬吊，模拟自由边界条件。悬吊系统特征频率低于 2Hz，不到舱体最低弹性模态频率的五分之一，确保支撑不干扰结构自身动力学特性。工程师采用锤击法施加激励，100 余个测点沿舱体外壁周向与高度分层布置，覆盖关键连接接口及固体发动机抱环等部位。通过采集和分析响应数据，重点识别与固体发动机推力偏斜、水平及轴向运动相关的模态。边界条件可控、测点覆盖完整，使本次识别出的模态参数具备工程可信度。
穿越者壹号逃逸地面试验舱模态试验现场
扁化模态：大直径薄壁逃逸舱必须被实测识别的结构特性
逃逸舱作为包含中央发动机抱环及多向支撑杆系的大直径薄壁壳体结构，其环向抗弯刚度相对较弱，极易在特定频率下激发扁化模态。所谓扁化模态，是薄壁回转体结构截面由圆形向扁平、畸变演化的典型特征模态。
扁化模态之所以需要被单独识别和记录，是因为它处在“振动”与“失稳”的交界上。若扁化模态频率与飞行环境激励频率过于接近，容易引发严重的局部疲劳或失稳。因此，精确掌握该模态特性对逃逸舱结构可靠性设计至关重要。
下图展示了逃逸舱扁化模态的试验测试振型与有限元仿真结果的对比。对比结果表明：仿真计算的舱壁畸变波腹及支撑杆系协同变形特征与地面试验结果高度吻合，验证了有限元模型的准确性。这一“吻合”具有直接工程意义：后续基于该模型开展的载荷预示与安全性分析，有了被实测数据锚定过的起点，而非单纯依赖仿真外推。
扁化模态试验与仿真振型结果对比
推式逃逸新构型：没有现成经验，必须用试验把动力学特性“摸清楚”
本次试验依托穿越者壹号推式逃逸新构型开展。区别于传统逃逸塔拖拽式逃逸构型，该逃逸舱采用独特的拓扑传力结构，空间拓扑网状桁架与中心抱环汇交设计，通过多向传力路径将推力高强度载荷高效分解与传递，兼具卓越的抗压屈曲稳定性和结构轻量化优势。
这一全新的结构形式无成熟动力学数据与工程经验可借鉴，其振动特性需要通过严格的地面试验验证，这也是本次模态试验的核心探索方向之一。因此，本次试验围绕三个直接目的展开：一是摸底，识别新式逃逸舱体的模态参数，掌握结构固有动力学特性；二是校核与修正模型，利用实测数据提高有限元模型的可信度，支撑后续动力学仿真；三是为损伤排查建立基准，后续通过对比转运以及飞行等力学激励前后的模态参数变化，辅助评估结构状态。
对载人航天而言，逃逸分系统是安全底线。摸清舱体及发动机安装部位的振动特性，有助于分析相关结构之间的动力学耦合，为逃逸安全性分析和设计优化提供依据。模态参数不直接“消除”振动，但它让工程师能够看清结构会在哪里、以何种频率“接住”外部激励，从而把不可接受的耦合在飞行之前识别出来。
美国“猎户座”飞船塔式逃逸结构设计
美国“龙”飞船推式逃逸结构设计
美国“星际航线”飞船推式逃逸结构设计
穿越者壹号推式逃逸结构设计
从试验数据到乘员安全：模态参数如何进入逃逸安全性分析
逃逸过程中，发动机推力通过中心抱环与多向支撑杆系向舱体传递，结构在极短时间内经历高量级、多方向动态激励。舱体及发动机安装部位的振动特性是否清楚，直接关系到结构间动力学耦合能否被准确分析，关系到载荷预示与安全性分析是否建立在可信模型之上。
本次试验获取的实测参数，可用于校核与修正结构动力学模型，支撑载荷预示与安全性分析，推动“仿真 — 试验 — 修正”的工程闭环，为未来逃逸系列飞行试验准备提供更可靠的数据基础。对乘员而言，这意味着逃逸过程中的结构动力学环境不再是停留在仿真中的假设，而是经过地面实测校准、可被工程分析追踪的对象。逃逸分系统作为载人安全底线，其结构可靠性设计由此获得了更扎实的动力学依据。
为可复用建立基准：从一次摸底到全生命周期管理
对可复用航天器而言，模态试验的价值不止于一次性摸底。结构经历多次飞行载荷后能否继续安全使用，是复用评估必须回答的问题。
疲劳裂纹、连接松动或局部屈服等可能改变结构刚度，并引起固有频率等模态参数的变化。建立初始“健康档案”，再在可比测试条件下开展复测，就能够通过前后数据对比，识别可能的结构状态变化，为进一步损伤排查提供线索。这一方法可为设计验证、飞行后检查与复用评估提供支持。结合其他检测与分析手段，结构能否继续使用的判断便有了可测量、可追踪的数据依据。
本次试验为当前试验舱建立了动力学基准，也为穿越者壹号及后续型号积累了试验方法与工程经验。
结语
从摸清结构特性到校核设计模型，从识别扁化模态到建立可复用健康基准，穿越者正通过一项项具体的试验与验证，将长远目标落实到扎实的工程实践中。
穿越者希望“让天地往返像打车一样便捷”，而这需要安全、可重复使用的运输工具。为此，穿越者以研制对标星舰体系、具备完整逃逸救生能力的全可复用重型天地往返运输系统 —— 穿越舰为目标，致力于建立天地往返的第一代超级枢纽。当前，公司聚焦这一研发进程的第一阶段 —— 穿越者壹号（CYZ1）亚轨道载人飞船研制，为穿越舰验证核心技术、积累研制经验，支撑后续型号逐级演进。
这份初始“动力学基准”，既为后续试验提供参照，也为持续探索安全复用积累依据。
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