为了保障“太空快递”在运输过程中的安全 , 研制人员将长征七号火箭打造成了防热、防雨、防风的载人航天专属“货运专车” 。
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摄影:史啸 姜文博
9月20日 , 航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院(以下简称“火箭院”)抓总研制的长征七号遥四运载火箭(以下简称长七火箭)在海南文昌航天发射场托举天舟三号货运飞船驶入太空 , 成功将其送入预定轨道 , “天宫”迎来了新的访客 。
载人空间站升空后 , 航天员要在空间站长期驻守 , 吃、穿、用乃至呼吸所需的物资 , 都要由货运飞船及时送到空间站 , 空间站维持正确轨道所需的燃料也靠货运飞船送 。 因此 , 作为货运飞船的运载工具 , 长七火箭在防热、防雨和防风方面采取相关措施 。
【货运|筑梦“天宫”|“太空快递小哥”如何防热、防雨又防风】轻便的“防热服”
火箭飞行过程中 , 芯级发动机会喷出巨大的火焰 , 此时 , 助推器后过渡段要承受喷焰回卷的强热流 , 其热防护设计如果不够就会造成结构烧蚀 , 而过度设计又会影响火箭的运载能力 。 设计师们创新防热材料应用和安装方式 , 将像“开衫”一样的特制防热毛毡“披”在火箭助推器上 , 不仅重量更轻 , 而且防热效率也更高 。
据火箭院长七火箭结构设计师姚瑞娟介绍 , 如果采用传统方法 , 在助推器后过渡段喷涂防热涂层 , 生产周期较长 。 于是 , 设计人员创新思路 , 将防热服由“喷”在后过渡段的表面变为“披”在身上 。
设计人员采用耐高温的材料 , 给助推器做了一块柔性防热毛毡 。 它有“里”、有“面”、有夹层 , 从靠近芯级的一侧开始“披”上 , 在远离芯级的外侧开口 , 就像一件“开衫”一样包裹着助推器 , 使后过渡段免受大火“烤”验 。
而这件“开衫”如何“披”得更牢固 , 防止它在火箭飞行时滑落呢?姚瑞娟说:“助推器后过渡段外表面有一些凸起的螺钉螺母 , 为了使柔性防热毡能够紧密地贴合在后过渡段表面 , 防止其脱落 , 我们将防热毡的边缘部分用不锈钢条压紧 。 同时 , 为防止毛毡中间部分鼓起 , 每隔300毫米 , 安装一个不锈钢垫片 。 通过螺钉螺母实现不锈钢条、垫片与后过渡段连接 , 这样 , 这件‘开衫’披身上就再也掉不下来了 。 ”
姚瑞娟介绍 , 采用传统的防热方式 , 在助推器上整体喷涂防热涂层 , 重量在70千克至100千克之间 , 而新型防热毛毡重量只有20千克左右 , 重量减轻约75% , 且防热效果更好 。 柔性防热毛毡已在长七火箭上成功应用 , 后续还将推广应用于其他型号 。
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