从“新”出发解码长征五号B运载火箭的那些新特点新功能

椰风碧海,巨箭耸立;驯火牧天,撼山动地。看!长征火箭再度出征,中国航天以奋进的姿势走到一个新的汗青坐标。

这一幕,似曾了解。130多天前,长征五号遥三运载火箭成功飞天,“胖五”再度叩响太空之门。

这一幕,又倍感新颖。长征五号B运载火箭接过“哥哥”长征五号的“接力棒”,以摸索太空的勇者姿势,百尺竿头九天。

这一飞,标记着中国空间站阶段飞翔使命首战告捷;这一飞,拉开了我国载人航天工程“第三步”使命的序幕。这是中国航天的一小步,也是建成将来空间站的一大步。

以文昌发射场为新起点,长征五号B运载火箭的首飞带上了“新乘客”——新一代载人飞船试验船。新的火箭、新的飞船试验船又有哪些新特点、新功能?请随记者一道去看一看。

承继“哥哥”长征五号的优良基因,“弟弟”长征五号B同样是地地道道的“鼎力士”—火箭芯一级直径为5米,绑缚4个直径3.35米的助推器,全长约53.7米,起飞质量约849吨,近地轨道运载能力大于22吨。

从构型上看,长征五号B的“骨架”更紧凑了。长征五号采用两级半构型,而长征五号B则初次采用一级半构型。熟悉长征运载火箭家族的伴侣都晓得,过去的长征系列运载火箭都是两级以上构型,而长征五号B奇特的一级半构型就是为了练就“趁热打铁”“精准入轨”的绝技。

从外观上看,长征五号B的“脑袋”更大了。长征五号B的超大整流罩长度达20.5米,比长征五号整流罩长了近8米,是我国目前最大的火箭整流罩。

从用处上看,长征五号B搭载的“乘客”更特殊了。长征五号次要用于发射高轨道大型卫星以及各类深空探测器,例如嫦娥五号月球探测器、火星探测器等;长征五号B则是用于发射近地轨道的大型卫星及飞船,如载人空间站的焦点舱等。

从运载能力看,长征五号B的“肌肉”更发财了。长征五号地球同步转移轨道运载能力约为14吨,而长征五号B近地轨道运载能力大于22吨。

若是仅看两位“兄弟”的概况差别,那不免太小瞧“弟弟”长征五号B了。真正让“弟弟”长征五号B独步“箭林”、傲视群雄的,是它那具有诸多初创、奇特的航天“黑科技”。

先来看看长征五号B的超大整流罩。这个超大整流罩有6层楼房高,如斯宽敞的空间,是发射空间站焦点舱和尝试舱独享的“私家定制”。这顶超等大的“桂冠”,既是长征五号B的身份标识,也是它的专属配制。但对研制团队来说,长征五号B的超大整流罩可不像是做帽子那样简单,加大一下尺码就能够完成。

为了改善气动特征,长征五号B的整流罩采用了冯·卡门曲线外形设想,能够无效削减空气的阻力和载荷的影响。而要想把这个分量很重的“帽子”在太空中“摘”下来,也不是一件容易事。颠末多个方案比力,研制团队最终采用扭转式分手方案,霸占这一难题。

长征五号B没有零丁的调姿和末速批改系统,而是操纵一级半构型火箭间接将无效载荷送入预定轨道。也就是说,从焚烧到入轨要“一鼓作气”。这就比如打篮球,本来的多级构型火箭,从发球到投篮,能够颠末几名队友传送共同,一步步完成。但长征五号B一上场便要投3分球。

若何包管长征五号B“一投就进”呢?这就需要处理“上得去”和“投得准”的问题。研制团队充实阐扬了液氧火油策动机大推力、氢氧策动机高比冲的劣势,无效处理了“上得去”的问题;立异使用姿势节制增益优化和复合制导方式,提高火箭姿势节制精度,成功处理了“投得准”的问题。

舱箭分手同样是一大环节手艺。空间站舱段和长征五号B毗连接口直径跨越4米,要让这个重达20多吨的空间站舱段平安成功地“到站下车”绝非易事。这比如在高速行驶的两辆汽车上传送婴儿,既要确保平安分手、成功交代,又要将过程中呈现的碰撞风险降到最低,免得“磕碰”到“婴儿”。

研制团队环绕降低和改善冲击情况开展了专题攻关,采用“隔冲框+阻尼盒”降冲击方案,使用颗粒阻尼手艺,实现减振降噪,让空间站舱段在“下车”过程中,不会感应较大波动。同时,为了提高舱箭分手后的平安裕度,还添加了2枚离轨火箭,确保分手后火箭一级箭体能够及时避开空间站舱段的轨道面。

文昌航天发射场,是长征五号B的起点,也是我国载人航天工程“第三步”使命的起点。

跟着长征五号B在文昌航天发射场发射成功,这座最年轻、最先辈、最生态的航天发射场再次成为人们关心的核心。

记者从13年前一张泛黄的报纸,追溯到文昌航天发射场降生的印迹:为了顺应我国航天事业可持续成长计谋,满足新一代无毒、无污染运载火箭和新型航天器发射使命需求,经国务院、核准,我国将在海南省文昌市扶植新的航天发射场。

其时,发射场的选址就在文昌市星光村高峻茂密的原生态椰林中。从此,星光村与航天发射紧紧地交错在一路。

2016年6月25日,文昌航天发射场完成初次发射使命——长征七号运载火箭首飞成功,标记着发射场能力全面构成,向“发射能力强、运载效率优、平安系数高、生态庇护好”的扶植方针又迈出坚实一步。

2016年11月3日,我国新一代大型运载火箭长征五号再次从文昌航天发射场首飞成功,实现了我国火箭运载能力由10吨级到20吨级的严重跃升,标记着我国运载火箭实现升级换代,跨入世界大吨位火箭发射行列,对我国从航天大国迈向航天强国具有里程碑意义。

长征五号B的首飞成功,标记着空间站工程扶植进入了本色阶段。从此,文昌航天发射场全面进入载人空间站扶植、火星探测、月球采样前往等严重航天工程使命期,必将成为中国空间站的“母港”和补给基地。

在中国航天史的年轮刻度上,1970年是中国航天事业的“元年”。这年4月,我国成功发射了第一颗人造地球卫星——“东方红一号”。

从第一颗人造卫星成功升空,到长征五号B首飞成功,中国航天事业走过了50年的“长征”。50年来,中国航天实现了大推力火箭发射能力的冲破、消息化批示节制能力的冲破、生态型环保型集约型发射场扶植的冲破……

从酒泉到太原,从西昌到文昌,50年来,中国航天发射场构成了沿海内陆、凹凸维度、各类射向相连系的科学合理、愿景弘大的计谋款式,在中国扶植航天强国的征程中阐扬主要感化。

自2014年建成以来,文昌航天发射场以纬度最低、射向范畴宽、运载效能高、运输限制少、落区平安性好等特点,承担了地球同步轨道卫星、货运飞船等发射使命。

将来,为顺应新的任务使命,文昌航天发射场将普遍使用人工智能和主动节制手艺,实现设备设备系统现代化和办理能力现代化,具备快速灵活发射和重型火箭发射测控能力,中国航天将从这里向更远的深空进发。

此次与长征五号B同业的,将来它将承担运送航天员往返的崇高任务。

与过去的“三舱机构”设想完全分歧,“新巴士”去掉了轨道舱,由前往舱和办事舱两舱形成。虽然舱的数量做了“减法”,但内部空间反而做了“加法”,大直径的两舱设想让“新巴士”在施行近地轨道使命时能够运送6-7名航天员。同时,前往舱由密封舱和非密封舱构成,密封舱内的空间可按照载人或载货需求进行矫捷设置装备摆设,付与了这辆“新巴士”的货运功能。

为了给航天员营建一个温暖舒服的“搭车情况”,科研人员在舱内粉饰、设备结构、人机交互界面、载人情况等方面进行了全面升级,提拔了航天员在六合往返过程中的“搭车体验”。

按照将来载人航天工程使命需要,基于模块化设想的“新巴士”要满足近地空间站运营、载人登月、载人深空探测等多使命能力,这就要求“新巴士”的轨道运转“路线”更为矫捷。最远时,它将达到全新的轨道高度。

新的高度带来了全新挑战。家喻户晓,飞船轨道高度越高,前往地球的速度越快。之前神舟系列飞船从近地轨道前往时,速度为每秒7.9公里的第一宇宙速度,这对“新巴士”的防热机能提出了更高的要求。为此,“新巴士”的前往舱初次采用新型轻质、耐烧蚀的碳基防热材料,耐热能力获得无效提拔。

“新巴士”采用太阳电池翼发电、锂电池储能的光伏供电系统。此中,中国电子科技集团为“新巴士”量身定制的“超大超能”太阳电池阵,是我国目前LEO轨道发电面积最大的三结砷化镓刚性太阳电池阵。

除此之外,“新巴士”还具有单组元无毒策动机、高转换效率太阳电池、TTE高速通信网、分布式一体化电子系统、多终端分析人机交互系统等一系列“黑科技”产物,使“新巴士”分析机能获得全面跃升。

机能强大的同时,“新巴士”还非分特别“节能环保”,这得益于它的可反复六合往返运输飞翔器设想手艺。“新巴士”的两舱设想,能够将大部门有价值的设备集中放置在前往舱。如许一来,当前往舱前往地球后,飞船上大部门设备能够反复利用。同时,“金属布局+防热布局”的锥形设想和单组元无毒推进系统,大大提高了飞船平安前往和反复利用机能,大幅降低飞交运营成本,走出了一条低成本、高效益的特色成长道路。

“新巴士”采用基于风险阐发评估的系统设想手艺,消弭平台环节功能的系统单点,全面提拔了系统靠得住性和平安性,具备全使命阶段自主应急救生能力。

每一次出征都是新的逾越:“神五”1人1天,“神六”2人5天,“神七”3人3天,“神九”3人13天,“神十”3人15天,“神十一”2人33天。跟着新一代载人飞船试验船投入利用,相信将来我国载人航天工程将会续写新的灿烂。

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