中新網(wǎng)文昌9月20日電 (馬帥莎 郭超凱 董佳瑩)9月20日，長征七號遙四運(yùn)載火箭(以下簡稱“長七”火箭)在中國文昌航天發(fā)射場托舉天舟三號貨運(yùn)飛船駛?cè)胩?，成功將其送入預(yù)定軌道，“天宮”迎來新的訪客。

　　航天員要在空間站長期駐守，吃、穿、用乃至呼吸所需的物資，空間站維持正確軌道所需的燃料都要靠貨運(yùn)飛船運(yùn)送。為了保障“太空快遞”在運(yùn)輸過程中的安全，中國航天科技集團(tuán)一院研制人員特別將火箭打造成防熱、防雨、防風(fēng)的“貨運(yùn)專車”。

　　據(jù)悉，長征七號運(yùn)載火箭是為滿足中國載人空間站工程發(fā)射貨運(yùn)飛船的需求和未來載人運(yùn)載火箭更新?lián)Q代的長遠(yuǎn)需求，而研制的新一代高可靠、高安全的中型運(yùn)載火箭。

　　“開衫”式的“防熱服”

　　火箭飛行過程中，芯級發(fā)動機(jī)會噴出巨大的火焰，此時，助推器后過渡段要承受噴焰回卷的強(qiáng)熱流，其熱防護(hù)設(shè)計如果不夠就會造成結(jié)構(gòu)燒蝕，而過度設(shè)計又會影響火箭的運(yùn)載能力。設(shè)計師們創(chuàng)新防熱材料應(yīng)用和安裝方式，將像“開衫”一樣的特制防熱毛氈“披”在火箭助推器上，不僅重量更輕，而且防熱效率也更高。

　　據(jù)航天科技集團(tuán)一院長征七號遙四運(yùn)載火箭結(jié)構(gòu)設(shè)計師姚瑞娟介紹，如果采用傳統(tǒng)方法，在助推器后過渡段噴涂防熱涂層，生產(chǎn)周期較長。于是，設(shè)計人員創(chuàng)新思路，將防熱服由“噴”在后過渡段的表面變?yōu)椤芭痹谏砩稀?/p>

　　設(shè)計人員采用耐高溫的材料，給助推器做了一塊柔性防熱毛氈。它有“里”、有“面”、有夾層，從靠近芯級的一側(cè)開始“披”上，在遠(yuǎn)離芯級的外側(cè)開口，就像一件“開衫”一樣包裹助推器，使后過渡段免受大火“烤”驗(yàn)。

　　姚瑞娟指出，采用傳統(tǒng)的防熱方式，在助推器上整體噴涂防熱涂層，重量在70公斤至100公斤之間，而新型防熱毛氈重量只有20公斤左右，重量減輕約75%，且防熱效果更好。柔性防熱毛氈已在長七火箭上成功應(yīng)用，后續(xù)還將推廣應(yīng)用于其他型號。

　　特制“雨衣”結(jié)構(gòu)防水

　　新一代運(yùn)載火箭發(fā)射場氣候潮濕，降水量大，全年12小時內(nèi)降水5至15毫米的中雨較多?，F(xiàn)役火箭發(fā)射選擇窗口時都會避開雷雨天，而“長七”火箭則能實(shí)現(xiàn)中雨發(fā)射，這是因?yàn)樾乱淮\(yùn)載火箭做了“防水”設(shè)計。

　　其實(shí)，火箭防水不僅僅是防雨水?？催^火箭發(fā)射的人都見過加注后的火箭，受低溫推進(jìn)劑的影響，箭體表面的溫度低，冷凝水像下雨一樣順著箭體流下來，這也是火箭要防的水。除此之外，箭壁、管路上的冷凝水還可能結(jié)冰，冰融化又會形成冰霜融化水等。

　　火箭如何防水？航天科技集團(tuán)一院總體部設(shè)計人員盧松濤說，在防水設(shè)計中，我們遵循“能在單機(jī)解決的，不在系統(tǒng)解決，能在系統(tǒng)解決的，不在總體解決”原則，從“產(chǎn)品源頭”解決防水問題。

　　在新一代運(yùn)載火箭設(shè)計之初，防水功能盡量通過結(jié)構(gòu)設(shè)計實(shí)現(xiàn)。盧松濤介紹稱，“長七”火箭僅電連接器防水部位就有千余處，這還不包含電纜本體、電纜進(jìn)出口、儀器本體、儀器與結(jié)構(gòu)縫隙和結(jié)構(gòu)總體專業(yè)防水，防水工作量之大可見一斑。

　　可抵8級風(fēng)

　　海南文昌發(fā)射場有“淺層風(fēng)”，給“長七”火箭垂直轉(zhuǎn)場帶來挑戰(zhàn)。航天科技集團(tuán)一院長征七號運(yùn)載火箭總設(shè)計師程堂明表示，“為了提升抗風(fēng)能力，我們給‘長七’火箭裝上了‘防風(fēng)減載裝置’，這樣一來，即使遇到8級大風(fēng)的天氣，‘長七’火箭依舊可以轉(zhuǎn)場?！?/p>

　　一般情況下，陸地上最大的風(fēng)級為9級，氣象學(xué)上，8級以上的風(fēng)便達(dá)到“大風(fēng)”級別。每年8月至11月，海南文昌發(fā)射場會受到強(qiáng)熱帶風(fēng)暴和臺風(fēng)影響，由于臨海，風(fēng)速隨著距地面高度的增加而越來越大。

　　程堂明說，文昌發(fā)射場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，我們將這種隨距地面高度而變化的風(fēng)稱為“淺層風(fēng)”?！暗孛娓惺艿降氖俏L(fēng)，火箭一級的地方可能就是‘大風(fēng)’了?！?/p>

　　為此，“長七”火箭型號隊(duì)伍對火箭局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了適當(dāng)加強(qiáng)，并為火箭設(shè)計了一個“防風(fēng)減載裝置”。這套裝置采用可伸展的桁架結(jié)構(gòu)，一端固定在活動發(fā)射平臺的臍帶塔上，展開以后另一端與火箭二級發(fā)動機(jī)機(jī)架接頭對接，這樣在垂直轉(zhuǎn)場過程中，將火箭與臍帶塔連接起來，能夠顯著降低火箭受到的風(fēng)載。

　　有了“防風(fēng)減載裝置”，“長七”火箭便不怕“大風(fēng)”天氣，可全天候轉(zhuǎn)場。(完)