資料圖:長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭垂直轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射場(chǎng)?!O公明 攝
中新網(wǎng)上海11月3日電 (鄭瑩瑩)“十年磨一箭”,中國(guó)目前運(yùn)載能力最大的新一代運(yùn)載火箭長(zhǎng)征五號(hào)歷經(jīng)十年研發(fā),3日晚在海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)成功發(fā)射。值得一提的是,長(zhǎng)征五號(hào)是中國(guó)首個(gè)采用助推器支撐的捆綁火箭,4個(gè)直徑3.35米的助推器堪稱(chēng)“四大力士”,首次撐起“火箭之重”。
中國(guó)航天科技集團(tuán)公司八院承擔(dān)長(zhǎng)征五號(hào)助推器的研制任務(wù),該院專(zhuān)家向記者揭秘了“力士養(yǎng)成記”。
助推“力士”首擔(dān)“火箭之重”
四個(gè)助推器是長(zhǎng)征五號(hào)火箭起飛的主要?jiǎng)恿υ础?ldquo;力士”的力氣有多大?火箭1078噸的起飛推力中,四個(gè)助推器提供了90%左右。
中國(guó)的航天史上,助推器擔(dān)綱如此“重任”尚屬首次。傳統(tǒng)的捆綁火箭,火箭豎立在發(fā)射臺(tái)上,主要依靠中間的芯級(jí)進(jìn)行支撐,捆綁在旁的助推器不承擔(dān)支撐力,且只是起飛的“助力者”。
而長(zhǎng)征五號(hào)上,如八院805所副所長(zhǎng)梁建國(guó)所言,在地面的操作和停放階段,火箭的所有重量,包括風(fēng)吹過(guò)帶來(lái)的風(fēng)荷載,都落在助推器“身上”。且在飛行過(guò)程中,“助力”變“主力”,助推器承擔(dān)起全箭90%左右的推力。專(zhuān)家稱(chēng),長(zhǎng)征五號(hào)火箭采用了助推器前連接點(diǎn)為主傳力的方案,雖然加大了助推器的研制難度,但這一設(shè)計(jì)有利于降低芯級(jí)結(jié)構(gòu)“重量”,提高火箭運(yùn)載能力。
“五臟俱全” 加個(gè)“大腦”就能飛
別看四大助推“力士”飛至半空,即完成任務(wù),與芯級(jí)解鎖分離,其研發(fā)制造起來(lái)一點(diǎn)也不簡(jiǎn)單。八院科研一部部長(zhǎng)蔡益飛說(shuō),除了沒(méi)有控制系統(tǒng),助推器“五臟俱全”,相當(dāng)于一枚單級(jí)運(yùn)載火箭。
據(jù)介紹,4個(gè)直徑3.35米助推器是目前中國(guó)國(guó)內(nèi)最大的低溫液體助推器,研制規(guī)模與難度遠(yuǎn)超現(xiàn)役運(yùn)載火箭一子級(jí)。
“長(zhǎng)征五號(hào)的助推器,看起來(lái)箭體與傳統(tǒng)一樣,但其實(shí)內(nèi)在都變了,所有的動(dòng)力、結(jié)構(gòu)、增壓、遙測(cè)都有,加個(gè)‘大腦’(控制系統(tǒng))就能飛”,蔡益飛表示,長(zhǎng)征五號(hào)的助推器,無(wú)論是設(shè)計(jì)難度、試驗(yàn)驗(yàn)證難度還是系統(tǒng)構(gòu)成的復(fù)雜度,都要比傳統(tǒng)火箭更具挑戰(zhàn)性。
“摳”重量成就“輕身材”
長(zhǎng)征五號(hào)的助推器,還有一個(gè)特點(diǎn)就是:厚薄不一的“身軀”。
之所以厚薄不一,是為了讓火箭盡量“輕”點(diǎn)。因而,助推器不同高度和周向的結(jié)構(gòu)均不同,助推器荷載大的地方,做得較厚;荷載小處則薄。
長(zhǎng)征五號(hào)助推器首次采用了斜頭錐和前捆綁主傳力結(jié)構(gòu),當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力往上傳時(shí),推力經(jīng)過(guò)約27.7米的助推器“身軀”,最后集中在斜頭錐不足0.1平方米的前捆綁點(diǎn)處,“經(jīng)過(guò)測(cè)算,這么塊'巴掌大'的地方,實(shí)際要承受300多噸的力,傳遞到芯級(jí)上去”,梁建國(guó)說(shuō)。
“別看它(助推器)個(gè)頭很大,直徑3.35米,長(zhǎng)度27.7米,但從航天設(shè)計(jì)的角度,我們還是會(huì)幾克幾克地去‘摳’它的重量,‘摳’到最精細(xì),‘摳’到最輕,使火箭能提供的運(yùn)載能力最大”,梁建國(guó)說(shuō)。
“數(shù)字化”節(jié)約大成本
長(zhǎng)征五號(hào)研發(fā)團(tuán)隊(duì)全面引入數(shù)字化模式,在3D環(huán)境中對(duì)模型進(jìn)行虛擬裝配,使許多問(wèn)題得以提前暴露和解決,大大提高了型號(hào)研制進(jìn)度,降低了風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。
梁建國(guó)介紹,產(chǎn)品生產(chǎn)出來(lái)前,先各自打造三維模型,“在還沒(méi)有實(shí)物生產(chǎn)出來(lái)的情況下,‘數(shù)字化火箭’已經(jīng)形成”。
據(jù)介紹,與傳統(tǒng)方法相比,取消實(shí)物樣機(jī),不但給助推器制造節(jié)省了上千萬(wàn)元人民幣的成本,還大幅縮短了研制周期。(完)
來(lái)源:http://www.chinanews.com/gn/2016/11-03/8052740.shtml











 





