您当前的位置 :天津滨海网>热论 > 正文
长七火箭不再怕“大风”天气 可全天候转场
2021-09-22 15:20:11 来源:南方日报 编辑:

“长七”点火,“天舟”腾空。

据中国载人航天工程办公室消息,天舟三号货运飞船入轨后顺利完成入轨状态设置,于北京时间2021年9月20日22时08分,采用自主快速交会对接模式成功对接于空间站天和核心舱后向端口,整个过程历时约6.5小时。天舟三号装载了航天员生活物资、舱外航天服及出舱消耗品、空间站平台物资、部分载荷和推进剂等,与天和核心舱及天舟二号组合体完成交会对接后,转入三舱(船)组合体飞行状态。

长征七号遥四运载火箭(以下简称“长七火箭”)成功将天舟三号货运飞船送入预定轨道,我国空间站建在轨建造阶段第四次发射任务取得圆满成功。网友称天舟三号为最强“快递”,而长七火箭则是最强“快递小哥”。

从天舟二号连续延期发射两次,到如今天舟三号按期顺利抵达,展现了我国航天技术的进步,也体现了航天人勇于磨砺、攻坚克难的精神,最强“快递小哥”劲大、精准,还能在不利气候条件下风雨无阻、安全抵达。

火箭穿上“防热服”和“雨衣”

9月16日,天舟三号货运飞船与长七火箭组合体垂直转运至发射区。长七火箭在烈日下伫立,蓄势待发。

长七火箭是由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”)抓总研制的新一代中型运载火箭,也是载人航天专属“货运专车”。

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。

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。

现役火箭发射选择窗口时都会避开雷雨天,而长七火箭则能实现中雨发射,这是因为新一代运载火箭做了“防水”设计。

新一代运载火箭发射场气候潮湿,降水量大,全年12小时内降水5—15毫米的中雨较多。为此,在火箭研制之初,火箭院就接到上级命令,要保证火箭能够中雨发射,这就要求火箭要做好“防水”。

火箭院总体部设计人员卢松涛说,在防水设计中,他们遵循“能在单机解决的,不在系统解决,能在系统解决的,不在总体解决”原则,从“产品源头”解决防水问题。

在新一代运载火箭设计之初,防水功能尽量通过结构设计实现,例如在部段对接处加装密封条、在细小孔径和缝隙涂硅橡胶、在分离面设计密封块等,起吊附件、箭体盖板等配置了密封垫;在排气孔处,设置了内置导流罩,实现排气防水双功能并举。

中雨可发射

大风天气可转场

2016年6月、2017年4月,长七火箭在海南文昌发射场成功完成两次飞行任务,均取得圆满成功。今年5月,长征七号又将天舟二号货运飞船送入太空。不过,在执行天舟二号发射任务时,曾出现两度发射推迟情况。

对此,航天科技集团一院长征七号火箭副总设计师马忠辉介绍,总结此前经验,为执行此次任务,长七火箭系统研制团队一方面增加了出场前测试内容,测试覆盖面更广、效果更好;另一方面,团队制定了更加完备的预案,确保一旦出现问题能够快速准确控制。

她说,由于每一次发射任务的有效载荷等参数或多或少都会出现变化,因此,发射前在弹道、接口等方面都需要做相应调整。这次他们还将长七火箭的参数信息实时传回北京,两地同判参数,同步开展分析,确保有任何“蛛丝马迹”都能尽快发现。

文昌卫星发射中心总工程师钟文安介绍,此次任务正值台风季,而且是在下午发射,中心组织各系统制定了台风天气应对策略、午后发射整流罩环境保障策略、发射日应对雷雨天气等25个方案预案,以科学应对各种不利的因素。

一般情况下,陆地上最大的风级为9级,气象学上,8级以上的风便达到“大风”的级别。每年8—11月,海南文昌发射场会受到强热带风暴和台风的影响,而且由于临海,风速随着距地面高度的增加而越来越大。

航天科技集团一院长征七号火箭总设计师程堂明介绍,目前国内主要的4个发射场中,除文昌发射场外,其他的发射场都在内陆,风速随距地面高度的变化不大。但文昌发射场不同,距地面五六十米高的地方的风速要远高于地面风速。“地面感受到的是微风,火箭一级的地方可能就是‘大风’了。我们将这种随距地面高度而变化的风称为‘浅层风’。”程堂明说,这给长七火箭垂直转场增加了难度。

长七火箭在垂直转场时,若浅层风较大,对火箭结构强度是一个很大的考验。考虑到这一因素后,长七火箭型号队伍对火箭局部结构进行了适当加强,并为火箭设计了一个“防风减载装置”。

这套装置采用可伸展的桁架结构,一端固定在活动发射平台的脐带塔上,展开以后另一端与火箭二级发动机机架接头对接,这样在垂直转场过程中将火箭与脐带塔连接起来,能够显著降低火箭受到的风载。

“在长七火箭合练箭执行合练任务时,我们特别安排了垂直转场试验,测风速和载荷。”程堂明介绍。由于当时文昌发射场仅有二三级风,无法直接得到大风下的试验结果,型号队伍将试验数据与缩比风洞试验的数据进行比对,两者基本吻合。有了“防风减载装置”,长七火箭不再怕“大风”天气,可全天候转场。( 吴扬)

分享到:
版权和免责申明

凡注有"天津滨海网"或电头为"天津滨海网"的稿件,均为天津滨海网独家版权所有,未经许可不得转载或镜像;授权转载必须注明来源为"天津滨海网",并保留"天津滨海网"的电头。