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解碼空間站艙段“專屬列車”:長五B火箭有“硬核絕招”
2021年04月29日 13:41來源:中國新聞網(wǎng)  宋體

視頻:一段動畫帶你看中國空間站天和核心艙發(fā)射過程 來源:中國新聞網(wǎng)

  中新網(wǎng)文昌4月29日電 題:解碼空間站艙段“專屬列車”:長五B火箭有“硬核絕招”

  作者 郭超凱 桑茜

  4月29日,隨著長征五號B運載火箭將中國空間站天和核心艙順利送入太空,中國空間站拉開建造大幕。為了當好運送空間站艙段的“專屬列車”,長征五號B運載火箭在充分繼承長征五號運載火箭研制經(jīng)驗及基礎(chǔ)的同時,開展了多項技術(shù)攻關(guān)和創(chuàng)新,練就了一身“硬核絕招”。

北京時間4月29日11時23分,中國在文昌航天發(fā)射場用長征五號B遙二運載火箭發(fā)射空間站天和核心艙。 中新社記者 駱云飛 攝

  舉世矚目的“第一棒”:技術(shù)持續(xù)優(yōu)化再升級

  長征五號B運載火箭由中國航天科技集團所屬中國運載火箭技術(shù)研究院抓總研制,是專門為中國載人航天工程空間站建設(shè)而研制的一型新型運載火箭,于2020年5月5日成功首飛。發(fā)射空間站天和核心艙,是長征五號B運載火箭的首次應(yīng)用性發(fā)射,也是空間站在軌建造的開局之戰(zhàn)。

  今明兩年中國將通過11次任務(wù)完成空間站在軌建造。繼長征五號B運載火箭跑出“第一棒”后,長征七號運載火箭和長征二號F運載火箭將接力發(fā)射貨運飛船和載人飛船,這將是中國航天歷史上首次呈現(xiàn)多型長征火箭執(zhí)行同一任務(wù)的情況。

  載人空間站艙段是中國迄今為止重量最大的載荷,質(zhì)量重達20余噸,而長征五號B運載火箭擁有長度達到20.5米的國內(nèi)最大整流罩,近地軌道運載能力達到25噸級,是中國目前近地軌道運載能力最大的新一代運載火箭。發(fā)射載人空間站艙段,只有長征五號B運載火箭能夠勝任。

  為了滿足空間站任務(wù)要求,研制團隊開展了一系列技術(shù)攻關(guān)和創(chuàng)新,相繼攻克了超大整流罩研制、大直徑艙箭連接分離、大推力直接入軌偏差精確控制等核心技術(shù),并在此基礎(chǔ)上進行持續(xù)優(yōu)化和改進,實現(xiàn)了創(chuàng)新技術(shù)的再升級。

  一級半直接入軌:“基因”自帶高可靠性

  長征五號B火箭采用一級半構(gòu)型,是目前世界在役火箭中唯一一款一級半直接入軌的火箭。該型火箭系統(tǒng)簡潔,所有發(fā)動機的點火都在地面完成,也無需進行級間分離、高空發(fā)動機啟動等動作,降低了故障發(fā)生的概率,可靠性提升。

  要實現(xiàn)一級半入軌,對火箭的發(fā)動機是個考驗。長征五號B火箭助推器配置液氧煤油發(fā)動機,一級火箭配置氫氧發(fā)動機。前者具有推力大的特點,讓火箭點火后獲得較大的加速度,后者具有高比沖的優(yōu)勢,可以為火箭提供高效的速度增量。

  “氫氧和液氧煤油兩種發(fā)動機組合形成的‘基因’,決定了能夠構(gòu)造出一級半直接入軌的火箭,而且火箭的固有可靠性天生就高。”長征五號B火箭總體副主任設(shè)計師李平岐說。

  突破“零窗口”:為“穿針引線”贏得±1分鐘

  后續(xù),中國空間站問天實驗艙和夢天實驗艙要與天和核心艙通過交會對接,在軌進行組裝,這要求火箭“零窗口”發(fā)射。交會對接就好比在太空“穿針引線”,失之毫厘差之千里,一旦出現(xiàn)偏差,空間站艙段就要消耗燃料來變軌滿足對接要求,造成能力損失。

  長征五號B火箭是低溫火箭,面臨著低溫推進劑加注問題和復雜的發(fā)射前流程,實施“零窗口”發(fā)射相比常溫火箭難度大得多。

  為了解決這個問題,火箭研制團隊對箭上控制系統(tǒng)迭代制導方案進行了優(yōu)化改進,實現(xiàn)了起飛時間與預(yù)定時間的誤差不超過±1分鐘時,火箭可以在飛行過程中修正偏差,將空間站軌道艙精準送入原定目標位置!皳Q言之,只要在這兩分鐘里點火起飛,火箭到達的都是唯一的終點,助力空間站艙段在太空中實現(xiàn)順利‘牽手’。”李平岐說。(完)

編輯:李奧迪