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体格大力气足 “胖五”火箭今日再出征

2017年07月02日 15:56 来源:北京晚报 参与互动 

  在海南文昌航天发射场,长征五号运载火箭昨天16时30分开始推进剂加注,准备发射。 新华社发

  去年首飞成功的长征五号运载火箭有了“继承者”。记者从国防科工局、国家航天局获悉,第二枚长征五号运载火箭已于昨日16时30分开始推进剂加注,预计今日发射。大块头“胖五”究竟有多厉害?专家为我们一一解读。

  看点1“胖五”体格大力气足

  此前我国液体运载火箭的箭体直径大多为2.25米或3.35米,而长征五号箭体直径达到了5米。相比过去“苗条”型的火箭,长征五号被人们亲切地称为“胖五”。个头大,力气也足。该火箭2016年11月3日在中国文昌航天发射场的成功首飞,使我国运载火箭的运载能力提高了两倍多,达到近地轨道25吨级、地球同步转移轨道14吨级,从此,我国运载火箭的规模实现了从中型到大型的跨越,运载能力达到或超过国外主流大型火箭。

  看点2再次冲天“性子更稳”

  不少人可能对“胖五”首秀的一波三折依然记忆犹新。发射前,一级助推器排气管道出现问题以及芯一级的氢氧发动机在预冷过程中出现意外,导致发射时间一再推迟。航天专家在发射后第一时间公布推迟原因的举措备受好评,网友称赞“中国航天需要更多这样的自信表达”。

  那么,再次飞行的“胖五”与自己的首秀有何不同呢?据介绍,中国航天科技集团的设计人员在系统总结首飞任务经验的技术上,已经通过多项技术改进,使得再次露面的火箭发射可靠性大幅提升。具体来说,技术人员通过分析研究首次飞行试验任务积累的数据,查清了发动机循环预冷无法达到预定温度的原因,并分析清楚了问题发生的机理,从发动机本身、循环预冷工作能力方面均开展了大量工作,进行了多项技术改进,使得发动机射前循环预冷可靠性显著提升。在发射流程上,技术人员也进行了优化和改进。

  同时,再次出发的“胖五”还针对这次任务提供了定制化的服务,并担负起为后续任务探路的重担。这次“胖五”要送上天的是实践十八号卫星,为满足该卫星的发射需求,“胖五”将在飞行姿态上采取相应调整,使得卫星的飞天路更加顺畅。另外,长征五号火箭在完成遥二任务后,紧接着将要执行探月三期工程发射嫦娥五号探测器并完成月球取样任务,也就是“遥三”任务。而遥三任务采用的相关技术,也将在遥二任务上提前进行验证。

  看点3 搭载乘客7.5吨 也是“大块头”

  这次搭载“胖五”的乘客也是个“大块头”。这颗名为实践十八号的卫星,是由航天科技集团公司五院抓总研制的一颗新技术试验验证卫星,将验证东方红五号卫星平台技术,卫星发射重达7.5吨,是目前我国研制的地球同步轨道发射重量最重的卫星。据了解,东方红五号卫星平台是我国自主开发的新一代大型地球同步轨道卫星平台,基于该平台研制的实践十八号卫星在此次飞天征程里,将对平台相关技术进行全面在轨验证。

  看点4 卫星“坐”火箭 提前“见面”磨合

  男女之间谈恋爱需要磨合。卫星“坐”火箭也需要提前磨合“脾气”“性格”,这样“携手”飞天才会更安全。

  中国航天科技集团长五火箭结构强度分析师曹昱介绍,长五火箭和其搭载的卫星分别由两个不同的单位设计制造。双方分别开展强度设计和试验考核,只有到了地面分离试验时,卫星和火箭才第一次见面,才会知道对方的真实“脾气秉性”。但由于地面分离试验只是考核分离结构的分离功能,并不能知道分离结构的受力情况,这时,卫星和火箭对彼此的了解还是片面的。“如果火箭和卫星到翱翔太空时才发现彼此‘性格不合’,就会带来飞行风险,甚至导致发射任务的失败。”曹昱说。

  据介绍,长五火箭这个“大力士”托举的卫星也是非同一般,不但质量大,而且重心高,分离螺栓所受到的力也就更大。“这就意味着,长五火箭虽然力气大,能够举得起卫星,但有可能会导致‘内伤’。”曹昱说,这样的话,就可能造成分离螺栓变形,甚至是损坏,让分离结构的强度可靠性大打折扣。类似这样的假设怎样来验证?火箭设计师想出了一个办法,让火箭与卫星提前“见面”,提前磨合“脾气秉性”。

  要做到这一点,倒也不用“大动干戈”。火箭设计师只需将卫星三维模型与火箭联合开展分析,就能够让它们度过“磨合期”。“这一磨合才发现,火箭分离时,导致‘内伤’的现象是存在的。”曹昱说。于是,设计人员联合优化设计方案,经过不断地探索,最终改变星箭之间的传力路径,有效规避了风险。“双方尽早发现了彼此的缺点,然后改变自己,包容对方,这样的关系也更稳固、更长久。”曹昱说。

  本报记者 牛伟坤 

【编辑:左盛丹】

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