◎摘編/柴柯
火箭小子“長征七號”
◎摘編/柴柯
6月25日,我國新一代中型運載火箭“長征七號”在新建成的海南文昌航天發(fā)射場首飛成功?!伴L征七號”的首次發(fā)射意義十分重大,它將大幅提升我國進入空間的能力。同時,本次發(fā)射也是文昌發(fā)射場首次執(zhí)行發(fā)射任務。
“長征七號”火箭發(fā)射壯觀場面
我們知道,現(xiàn)役火箭發(fā)射時都會避開雷雨天,而新一代運載火箭“長征七號”卻能冒著中雨發(fā)射。為什么呢?原來,這個火箭小子是做了“防水”設計的!
由于文昌發(fā)射場氣候潮濕,降水量大,全年中雨較多。因此,要保證火箭能夠在中雨情況下發(fā)射,必須要求火箭具備“防水”功能。
“長征七號”火箭在文昌發(fā)射場合練及低溫燃料加注后成功停放24小時,創(chuàng)下了低溫燃料停放時間最長紀錄。為什么要停放這么久呢?原來,新一代運載火箭有多種發(fā)射任務需求,而且發(fā)射前程序復雜,停放24小時就可以為成功發(fā)射爭取更多有利時間,提高火箭發(fā)射的可靠性。
為何低溫燃料加注后僅能停放24小時呢?原來,低溫燃料不僅溫度極低,且易燃易爆易蒸發(fā),停放中的火箭就像“定時炸彈”。同時,低溫燃料導致工作人員要在低溫環(huán)境中作業(yè),箭體上的部分儀器設備也要面臨低溫環(huán)境的考驗。
全方位解讀“長征七號”火箭
“長征七號”火箭點火起飛時,箭體尾部噴出的火焰使得發(fā)射平臺瞬間接近3 000℃,足以熔化絕大多數(shù)金屬和非金屬材料。即便火箭發(fā)射平臺由特殊材料制成,表面有防熱涂層,也很難承受如此高的溫度。
新一代運載火箭發(fā)射與現(xiàn)役火箭不同的是:發(fā)射平臺旁的大流量噴水降溫降噪系統(tǒng)要給發(fā)射平臺噴水降溫,否則火箭發(fā)射臺內部的儀器設備很可能因高溫受影響。
“長征七號”火箭整裝待發(fā),即將出征
“長征七號”火箭發(fā)射點火的剎那,發(fā)射平臺既要能承受強熱流的沖刷,又要耐得住強高溫。為延長發(fā)射平臺的使用壽命,在每次火箭發(fā)射前,工作人員都要為即將執(zhí)行發(fā)射任務的平臺表面涂覆大面積“防曬霜”—特種防護涂層。
不過,火箭發(fā)射平臺要涂覆的面積可不是“一張臉”大小,而是2 000平方米那么大,光噴涂用料就要將近4噸!
“長征七號”坐著大輪船來到了海南文昌發(fā)射場
我們知道,火箭從研制地到發(fā)射場通常有3種運輸方式—公路、鐵路、海運。那么,哪種方式更“舒適”呢?設計人員形象地說:“火箭走公路、鐵路,就像坐‘硬板床’,而乘船走海運就好似坐‘沙發(fā)’。”
“長征七號”合練箭是海運中“第一個吃螃蟹”的火箭,在它的芯一級、芯二級、助推器、整流罩,以及它乘坐的船上、裝載的集裝箱上,布設了30個測點,詳細記錄了起航、拋錨、起錨、靠港,以及多種海況下的過載環(huán)境數(shù)據(jù)和振動環(huán)境數(shù)據(jù)。
事實表明,海運的振動環(huán)境優(yōu)于其他運輸方式,可以很好地保證火箭內部設備的安全。
“長征七號”火箭行進在轉場路上
“長征七號”火箭在轉場過程中要拐4個60°的彎。為何要拐彎?是因為要和“長征五號”火箭共用一個轉運軌道,節(jié)省占地面積。
壯觀的“臍帶塔”
你可能聽說過,胎兒在母親肚子里的10個月,臍帶起到了至關重要的作用,它能為胎兒提供必不可少的養(yǎng)分?;鸺诘竭_發(fā)射場之后,也有著這樣重要的“臍帶”,與母體內的臍帶有著相似的功能,那就是火箭的加注管道、供氣管道、空調管道、電纜等等,它們向火箭源源不斷地輸送燃料,供氣以及調節(jié)體溫。
現(xiàn)役火箭的管道和電纜都在發(fā)射塔架上,這些“臍帶”要一直工作到火箭起飛前。而“長征七號”火箭則有了專門承載火箭加注管道、供氣管道的裝置—臍帶塔。
“長征七號”是個大個子
“長征七號”火箭是個“鋼筋鐵骨”的大個子,體重幾百噸,但這個大家伙體重的90%甚至更多都是燃料。
這是為什么呢?原來,如果把火箭比作衛(wèi)星等載荷通往太空的“專車”,那么,對于這輛“專車”來說其本身的自重要越小越好,而能提供動力的燃料則要越多越好。這樣,就可以將盡可能多的“運量”留給“乘客”(航天器)了。
碧水藍天映襯著雄偉壯麗的“長征七號”
在我國主要的4個發(fā)射場中,除了文昌發(fā)射場,其他的發(fā)射場都在內陸,發(fā)射場內的風速隨著距離地面高度的變化不大。但文昌發(fā)射場不同,距地面五六十米高的地方的風速要遠高于地面風速?!暗孛娓惺艿降氖俏L,火箭一級的地方可能就是‘大風’了。我們將這種隨著距離地面高度而變化的風稱為‘淺層風’?!毖兄迫藛T這樣說。
為了提升抗風能力,研制人員給火箭裝上了“防風減載裝置”。這樣一來,即使遇到8級大風的天氣,“長征七號”火箭依舊可以轉場啦!
怎么樣?火箭小子“長征七號”的本領不少吧?隨著我國新一代運載火箭技術的發(fā)展,“長征”系列火箭家族也會越來越強大。讓我們一起繼續(xù)關注吧!
(本文摘編自中國航天科工集團公司、中國航天科技集團公司、“微航天”等微信公眾號)