5月5日,我國近地軌道運(yùn)載能力.大的火箭——長征五號B運(yùn)載火箭(以下稱長五B火箭)成功首飛。
為了當(dāng)好運(yùn)送空間站艙段的“專屬列車”,長征五號B運(yùn)載火箭開展了多項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)和創(chuàng)新,掌握了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。
“黑科技”1:超大整流罩研制
長征五號B運(yùn)載火箭整流罩直徑5.2米,長度20.5米,相當(dāng)于六層樓的高度,是目前我國.大的整流罩。這樣超大的整流罩,是為了裝載空間站艙段而量身打造的。
為了改善氣動特性,整流罩采用流線型的馮·卡門曲線外形,可以更好地減小空氣阻力,減輕載荷影響。同時整流罩分離采用了旋轉(zhuǎn)式分離方案,確保超大整流罩可以安全、可靠的實(shí)現(xiàn)分離。
“黑科技”2:驗(yàn)證“零窗口”發(fā)射技術(shù)
為了滿足空間站交會對接的要求,長征五號B運(yùn)載火箭需要做到“零窗口”發(fā)射,將發(fā)射時間誤差控制在1秒以內(nèi)。“零窗口”發(fā)射,要求火箭各系統(tǒng)在點(diǎn)火前提前做好準(zhǔn)備,以準(zhǔn)備好的狀態(tài)等待點(diǎn)火。作為我國..實(shí)施“零窗口”發(fā)射的低溫火箭,長征五號B運(yùn)載火箭需要綜合權(quán)衡好“提前量”和低溫推進(jìn)劑“蒸發(fā)”的“消耗量”的關(guān)系。
研制團(tuán)隊(duì)從發(fā)射可靠性提升和發(fā)射流程優(yōu)化兩個方面開展了工作。通過可靠性分析和試驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵系統(tǒng)可靠性提升;通過射前流程優(yōu)化,提高了各系統(tǒng)對“零窗口”發(fā)射的適應(yīng)性。長征五號B運(yùn)載火箭總設(shè)計(jì)師李東介紹道。
“黑科技”3:大直徑艙箭分離
空間站艙段和長征五號B運(yùn)載火箭的連接接口直徑超過4米,艙箭分離需要考慮可靠性、沖擊環(huán)境等多個方面的因素,既要確保安全分離,又要盡量將分離過程中出現(xiàn)的沖擊環(huán)境等不利影響降到.低。
研制團(tuán)隊(duì)圍繞降低和改善沖擊環(huán)境開展了專題攻關(guān),采用了“隔沖框+阻尼盒”的降沖擊方案,并應(yīng)用“顆粒阻尼技術(shù)”,實(shí)現(xiàn)減振降噪的效果。經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證,艙箭分離界面的分離得到有效改善。
“黑科技”4:大推力直接入軌
作為一級半構(gòu)型的火箭,長征五號B運(yùn)載火箭沒有單獨(dú)的調(diào)姿和末速修正系統(tǒng),而是利用一級火箭直接將有效載荷送入預(yù)定軌道。在一級發(fā)動機(jī)關(guān)機(jī)時,約140噸的推力在幾秒鐘之內(nèi)消失,相當(dāng)于一輛高速行駛的火車突然“剎車”,還要穩(wěn)穩(wěn)停靠在指定位置。為了滿足入軌精度、分離安全等方面的更高要求,研制團(tuán)隊(duì)開展了入軌姿態(tài)控制、入軌精度控制、分離安全控制等方面的技術(shù)攻關(guān)。
通過采用姿態(tài)控制增益優(yōu)化和復(fù)合制導(dǎo)方法,提高了火箭姿態(tài)控制精度,降低了制導(dǎo)誤差對精度的影響,使火箭在分離時處于.佳“姿態(tài)”和.準(zhǔn)位置。同時,設(shè)置了2枚離軌火箭,使火箭一級箭體可以及時避開空間站艙段