長(zhǎng)征七號(hào)的這些信息和秘密你知道么？
長(zhǎng)征七號(hào)火箭究竟多牛？
長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭首飛意義重大，作為新一代中型運(yùn)載火箭，“長(zhǎng)七”將大幅提升中國(guó)航天的綜合實(shí)力。那么，本次發(fā)射有哪些亮點(diǎn)？為了適應(yīng)海南多雨多臺(tái)風(fēng)的特點(diǎn)，“長(zhǎng)七”又做了哪些準(zhǔn)備呢？一起去看看 “長(zhǎng)七” 首飛都有哪些你不知道的秘密。
1、長(zhǎng)征七號(hào)火箭可中雨發(fā)射
現(xiàn)役火箭發(fā)射選擇窗口時(shí)都會(huì)避開(kāi)雷雨天，而長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭則能實(shí)現(xiàn)中雨發(fā)射，這是因?yàn)樾乱淮\(yùn)載火箭是做了“防水”設(shè)計(jì)的。
文昌發(fā)射場(chǎng)氣候潮濕，降水量大，全年12小時(shí)內(nèi)降水5至15毫米的中雨較多。為此，火箭研制人員要保證火箭能夠中雨發(fā)射，這就要求火箭要做好“防水”。
火箭怎么防水呢？方法其實(shí)很簡(jiǎn)單。一種是疏導(dǎo)，無(wú)論冷凝水還是雨水，通過(guò)一些特殊設(shè)計(jì)讓水不要流到火箭內(nèi)部；另一種就是封堵，比如箭體結(jié)構(gòu)上的一些螺栓的縫隙處，都要經(jīng)過(guò)防水膠等專門(mén)的手段處理。
△長(zhǎng)征七號(hào)對(duì)水的防護(hù)武裝到了螺栓 每一處都要經(jīng)過(guò)防水膠處理
2、“長(zhǎng)七”可抵八級(jí)風(fēng)
文昌發(fā)射場(chǎng)有隨距地面高度而變化的“淺層風(fēng)”，也就是說(shuō)，距地面五六十米高的地方的風(fēng)速要遠(yuǎn)高于地面風(fēng)速，通常地面感受到的是微風(fēng)，火箭一級(jí)箭體的地方可能感受到的就是大風(fēng)了。這給‘長(zhǎng)七’火箭垂直轉(zhuǎn)運(yùn)增加了難度。
△長(zhǎng)征七號(hào)在垂直轉(zhuǎn)運(yùn)中
為了提高抗風(fēng)能力，“長(zhǎng)七”火箭型號(hào)隊(duì)伍設(shè)計(jì)了一個(gè)“防風(fēng)減載裝置”。這樣一來(lái)， “長(zhǎng)七”火箭不再怕“大風(fēng)”天氣，可全天候轉(zhuǎn)場(chǎng)。
3、火箭燃料加注可停放24小時(shí)
“長(zhǎng)七”運(yùn)載火箭在海南發(fā)射場(chǎng)合練，低溫燃料加注后成功停放24小時(shí)，創(chuàng)下了低溫燃料停放時(shí)間最長(zhǎng)紀(jì)錄。新一代運(yùn)載火箭，有多種發(fā)射任務(wù)需求，且發(fā)射前程序復(fù)雜，停放24小時(shí)，可為成功發(fā)射爭(zhēng)取更多有利時(shí)間，提高火箭發(fā)射的可靠性。
“長(zhǎng)七”為代表的新一代運(yùn)載火箭，加注的推進(jìn)劑分別是液氫、液氧和液氧、煤油，都是低溫燃料，其中液氫的溫度達(dá)-253℃，液氧的溫度達(dá)-183℃。液氫液氧燃燒后產(chǎn)生的是水，無(wú)毒無(wú)污染，且大大提高了火箭的運(yùn)載能力。但目前加注后停放最長(zhǎng)時(shí)間為24小時(shí)。
為何低溫燃料加注后僅能停放24 小時(shí)呢？原來(lái)，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“炸彈”。低溫燃料加注后，試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的發(fā)射塔就像是個(gè)“大冷庫(kù)”，不僅工作人員要在低溫環(huán)境中作業(yè)，箭體上的部分儀器設(shè)備也要面臨低溫環(huán)境的考驗(yàn)。而且，低溫燃料極易蒸發(fā)，加注后停放的24小時(shí)內(nèi)，需補(bǔ)加3至5次。
4、火箭起飛20秒噴400噸水
新一代運(yùn)載火箭發(fā)射時(shí)與其他火箭不同的是：發(fā)射平臺(tái)旁的“大流量噴水降溫降噪系統(tǒng)”要給發(fā)射平臺(tái)噴水降溫，否則火箭發(fā)射臺(tái)內(nèi)部的儀器設(shè)備很可能因高溫受影響。
發(fā)射臺(tái)溫度瞬間3000度
火箭點(diǎn)火起飛時(shí)，箭體尾部噴出的火焰幾乎“直擊”發(fā)射平臺(tái)，使得發(fā)射平臺(tái)瞬間接近3000度，足以溶化絕大多數(shù)金屬和非金屬材料。
國(guó)際上先進(jìn)的降溫方法是噴水降溫，這一方法也將出現(xiàn)在新一代運(yùn)載火箭發(fā)射中。設(shè)計(jì)人員研制了一個(gè)“大流量噴水降溫降噪系統(tǒng)”：噴水系統(tǒng)分兩級(jí)，一級(jí)位于發(fā)射平臺(tái)上，在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火前給發(fā)射平臺(tái)噴一層5厘米厚水膜，二級(jí)位于發(fā)射平臺(tái)兩旁5米高空，在火箭飛達(dá)5米高以后向箭體尾部火焰中心噴水，兩級(jí)噴水設(shè)施各噴20余秒，完成400噸的噴水量，使發(fā)射平臺(tái)核心區(qū)降溫幅度在1000度左右。
△發(fā)射平臺(tái)上的噴水閥門(mén)
5、火箭發(fā)射平臺(tái)要涂“防曬霜”
火箭發(fā)射點(diǎn)火的剎那，溫度高達(dá)2800℃，發(fā)射平臺(tái)既要能承受強(qiáng)熱流的沖刷，又要耐得住強(qiáng)高溫。為延長(zhǎng)發(fā)射平臺(tái)的使用壽命，在每次火箭發(fā)射前，航天科技集團(tuán)一院相關(guān)技術(shù)人員就要奔赴發(fā)射基地，為即將執(zhí)行發(fā)射任務(wù)的平臺(tái)表面涂覆大面積“防曬霜”——特種防護(hù)涂層。
兩千平方米平臺(tái)涂四噸“防曬霜”
火箭發(fā)射平臺(tái)要涂覆的面積可不是“一張臉”大小，而是多達(dá)兩千平方米，光噴涂用料就要用上將近4噸。在發(fā)射平臺(tái)噴涂前，要先將4噸多的料配備好，用七八臺(tái)打磨機(jī)同時(shí)開(kāi)工，將因?yàn)樯洗伟l(fā)射燒蝕的平臺(tái)表面打磨好，再用幾百公斤的溶劑清洗后，才能給發(fā)射平臺(tái)涂覆新的防護(hù)涂層。
6、“長(zhǎng)七”坐“沙發(fā)”去的發(fā)射場(chǎng)
火箭從研制地到發(fā)射場(chǎng)通常有3種運(yùn)輸方式—— 公路、鐵路、海運(yùn)，哪種方式更“舒適”呢？長(zhǎng)七總體設(shè)計(jì)人員形象地打了個(gè)比方：“火箭走公路、鐵路，就像坐‘硬板床’；乘船走海運(yùn)，就好似坐‘沙發(fā)’。”
▲2016年5月7日，長(zhǎng)征七號(hào)火箭運(yùn)抵天津港碼頭
▲2016年5月14日，遠(yuǎn)望21號(hào)火箭運(yùn)輸船駛?cè)牒Ｄ衔牟鍨懜?/p>
“長(zhǎng)七”火箭合練箭作為海運(yùn)中“第一個(gè)吃螃蟹”的火箭，型號(hào)隊(duì)伍在它的芯一級(jí)、芯二級(jí)、助推器、整流罩上，及它乘坐的船上、裝載的集裝箱上，布了30個(gè)測(cè)點(diǎn)，詳細(xì)記錄了起航、拋錨、起錨、靠港，以及多種海況下的過(guò)載環(huán)境數(shù)據(jù)和振動(dòng)環(huán)境數(shù)據(jù)。
事實(shí)證明，海運(yùn)的振動(dòng)環(huán)境優(yōu)于其它運(yùn)輸方式，可以很好地保證火箭內(nèi)部設(shè)備的安全。
7、“長(zhǎng)七”火箭垂直轉(zhuǎn)運(yùn)能轉(zhuǎn)彎
長(zhǎng)征七號(hào)火箭在轉(zhuǎn)場(chǎng)過(guò)程中要拐4個(gè)60度的彎。為何要拐彎？是因?yàn)橐烷L(zhǎng)征五號(hào)火箭共用一個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)軌道，節(jié)省占地面積。
在海南文昌發(fā)射場(chǎng)，“長(zhǎng)五”火箭的轉(zhuǎn)運(yùn)軌道是筆直的。“長(zhǎng)七”火箭從技術(shù)陣地轉(zhuǎn)到發(fā)射陣地，必須拐彎。而怎么拐、拐幾個(gè)彎才能使火箭行走省勁兒又安全呢？
設(shè)計(jì)人員通過(guò)大量的計(jì)算，得出要轉(zhuǎn)4個(gè)彎，轉(zhuǎn)彎半徑為20米，最大轉(zhuǎn)彎角度在60度左右，這樣火箭轉(zhuǎn)彎最省勁兒。
△會(huì)拐彎的發(fā)射平臺(tái)
火箭發(fā)射平臺(tái)長(zhǎng)26米、寬23米、重1800噸，這個(gè)“大家伙”又沒(méi)有方向盤(pán)，轉(zhuǎn)彎可沒(méi)有那么簡(jiǎn)單。設(shè)計(jì)人員經(jīng)過(guò)3年的努力，才取得發(fā)射平臺(tái)轉(zhuǎn)彎行走試驗(yàn)的成功。我國(guó)也是繼美國(guó)、歐空局、日本之后第4個(gè)掌握“發(fā)射平臺(tái)轉(zhuǎn)彎行走技術(shù)”的國(guó)家，縮短了我國(guó)在發(fā)射設(shè)備領(lǐng)域與其它航天大國(guó)的差距。
8、火箭也有“ 臍帶”
胎兒在母體里的10個(gè)月，臍帶起到了至關(guān)重要的作用，它為胎兒吸取養(yǎng)料、排除廢料�；鸺诘竭_(dá)發(fā)射場(chǎng)之后，也有著這樣重要的“臍帶”，與母體內(nèi)的臍帶有著異曲同工之妙，它就是火箭的加注管道、供氣管道、空調(diào)管道以及電纜等等，它們向火箭源源不斷地輸送燃料、供氣以及調(diào)節(jié)體溫。
現(xiàn)役火箭的管道、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(zhǎng)七有了專門(mén)的承載火箭加注管道、供氣管道的裝置——臍帶塔。
長(zhǎng)七火箭的臍帶塔特別之處在于，它的兩側(cè)裝有6根擺桿，內(nèi)部鋪設(shè)有加注、供氣、空調(diào)管路和箭上眾多控制電纜，以及配氣臺(tái)和中頻電源房間，因此它的結(jié)構(gòu)及組成是最復(fù)雜的，這也意味著我國(guó)運(yùn)載火箭的研制技術(shù)又邁出了一大步。
9、火箭體重90%是燃料
火箭是個(gè)“鋼筋鐵骨”的大個(gè)子，體重幾百噸，這個(gè)大家伙體重的90%甚至更多都是燃料。
以長(zhǎng)征七號(hào)火箭為例，火箭的總體重近600噸，箭體外殼、電纜、儀器等重量加在一起只有50余噸，其余都是液氧煤油推進(jìn)劑的重量�；鸺切l(wèi)星等載荷通往太空的“專車”，對(duì)于這輛“專車”來(lái)說(shuō)，車本身的自重越小越好，能提供動(dòng)力的燃料越多越好。因?yàn)檫@樣，就可以把盡可能多的“運(yùn)量”留給“乘客”。
10、“長(zhǎng)七”火箭實(shí)現(xiàn)“全三維”總裝
長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭實(shí)現(xiàn)了“全三維”總裝，以直觀的三維模型取代了二維圖紙，既能減少重復(fù)勞動(dòng)，又能進(jìn)一步提升產(chǎn)品質(zhì)量和效率。
“三維模型”的好處在于可以避免“漏項(xiàng)”。二維圖紙的出圖周期比較長(zhǎng)，如果型號(hào)產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)發(fā)生了改變，會(huì)以更改單的形式下發(fā)到車間。一旦更改多了或者更改信息沒(méi)能及時(shí)傳達(dá)，很可能就會(huì)出現(xiàn)“漏項(xiàng)”。遇到這種情況，工人師傅們要返工不說(shuō)，還會(huì)影響整個(gè)型號(hào)產(chǎn)品的進(jìn)度。“三維模型”則可以及時(shí)更改，最大限度地降低了“漏項(xiàng)”的可能性。
