莫属|举世瞩目的“第一棒” 为何非“胖五”莫属?

【莫属|举世瞩目的“第一棒” 为何非“胖五”莫属?】如果说长征五号运载火箭是个“胖子” , 那么长征五号B运载火箭就是“矮胖子” 。 重 , 是“胖子兄弟”的共同特征 。
作为专门为载人航天工程空间站建设研制的新型运载火箭 , 长征五号B全箭总长约53.7米 , 比长征五号矮了约3米、轻了约20吨 , 但力气更大 , 一次能送超过22吨的载荷 , 是目前中国近地轨道运载能力最大的火箭 。
2020年5月5日 , 长征五号B火箭首飞成功 , 使我国重型运载火箭的技术水平跻身世界第一梯队 。
这个“矮胖子”有一个巨硕的整流罩 , 人送雅号“大脑袋” , 长达20.5米 , 直径5.2米 , 躺下有一节动车车厢那么长 , 竖起来有6层楼那么高 , 差不多占了全箭长度的五分之二 , 是迄今为止我国最大的火箭整流罩 。
这样的设计 , 是为“天和”核心舱“量身定制”的 。 作为中国目前最大的航天器 , 天和核心舱长16.6米 , 最大直径4.2米 , 起飞质量22.5吨 。 装进火箭整流罩里 , 像坐进了飞机的头等舱一样舒适 。
为了将又重又大的天和核心舱送入预定轨道 , 长征五号B火箭捆绑了4个火箭推进器 , 采用大直径箭体结构研制、大推力液氧液氢发动机技术、大推力液氧煤油发动机技术、大推力直接入轨技术、大型活动发射平台技术等一系列的核心“大”技术 。 每一个“大”字背后 , 都有硬核的技术支撑 。
体积越大就意味着整流罩在分离时的弹性变形越大 , 所需要的分离能源越大 。 6层楼高的整流罩采用流线型的冯·卡门曲线外形 , 可以更好地减小空气阻力 , 减轻载荷影响 , 分离也更安全可靠 。
“天和”核心舱入轨时 , 相当于一辆高速行驶的火车突然刹车 , 还要稳稳停靠在指定位置 。 研制团队从入轨姿态控制、入轨精度控制、分离安全控制三个方面开展大推力直接入轨关键技术攻关 , 满足了对姿态控制和制导精度控制的指标 。
此外 , “零窗口”发射技术的成功应用 , 为分秒必争的交会对接任务争取出宝贵的±1分钟 , 助力空间站舱段在太空中实现顺利“牵手” 。 可靠性更高的解锁技术和一系列的减振降噪技术 , 把舱箭分离时巨大的分离冲击降到最小 , 使得“天和”核心舱“到站”以后 , 可以轻松优雅地从整流罩里“下车” , 减少长途颠簸造成元器件损坏 。
作为目前世界在役火箭中唯一一级半直接入轨的火箭 , 长征五号B火箭所有发动机的点火都在地面完成 , 无须进行级间分离、高空发动机启动等动作 , 降低了故障发生的概率 。
一系列关键技术的突破和应用 , 使火箭和核心舱不仅降低研制成本 , 也提升了可靠性和任务适应性 , 正如长征五号B运载火箭总体副主任设计师李平岐所说:“这是基因自带的高可靠性 。 ”
文/新华社 人民日报 科技日报
图/新华社 人民视觉

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