軍報(bào)揭秘:為什么長(zhǎng)征七號(hào)的尾焰多了藍(lán)色
2016-06-27 09:01:00 來(lái)源: 中國(guó)軍網(wǎng)

濤聲陣陣,椰風(fēng)習(xí)習(xí)。燦爛星空注視著這壯麗一幕——

公元2016年6月25日20時(shí)00分,海南文昌航天發(fā)射場(chǎng),我國(guó)全新研制的長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭托舉“升級(jí)版”太空擺渡車——遠(yuǎn)征一甲上面級(jí),成功將六類七項(xiàng)載荷成功送入預(yù)定軌道,拉開(kāi)了我國(guó)載人航天工程空間實(shí)驗(yàn)室任務(wù)的序幕。

茫茫太空,長(zhǎng)征家族主力“接班人”來(lái)了!仰望星空,航天科技集團(tuán)一院長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭副總指揮張濤,一直注視著這個(gè)全新一代運(yùn)載火箭,直到尾焰消失在夜空為止。“長(zhǎng)征七號(hào)的長(zhǎng)征之路剛剛開(kāi)始,未來(lái),它將承擔(dān)更多使命!”他說(shuō)。

長(zhǎng)征七號(hào)首飛成功之際,本報(bào)記者為你講述與這個(gè)長(zhǎng)征家族主力“接班人”零距離接觸的見(jiàn)聞和感受。

除了“腰圍”沒(méi)變,其他全脫胎換骨

“點(diǎn)火!起飛!”伴隨著振聾發(fā)聵的轟鳴聲,長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭劃破天際,沖向云霄。

“看!橘紅色,多壯麗的顏色!”人群中傳來(lái)興奮的呼喊。

聞聽(tīng)此言,海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)動(dòng)力室工程師胡雷鳴真想沖過(guò)去告訴他們:這一次,長(zhǎng)征七號(hào)點(diǎn)火之后噴出的尾焰顏色不一樣了!

仔細(xì)分辨,那噴薄而出的橘紅色中,果然比以往多了一點(diǎn)藍(lán)色!藍(lán)色系的加入,讓長(zhǎng)征七號(hào)劃過(guò)夜空的尾焰更亮了。

尾焰顏色的變化提醒我們,這是一款全新的火箭。

盡管它身上帶著長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭家族的明顯基因——外形和尺寸大致相似的整流罩,助推器直徑仍然是標(biāo)準(zhǔn)的2.25米直徑,芯級(jí)直徑為3.35米,但在航天科技集團(tuán)一院長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭副總指揮張濤看來(lái),除了“腰圍”沒(méi)變,其他都脫胎換骨了。

“僅從外觀上看,顏值更高了!”胡雷鳴至今記得在天津總裝廠房第一次看到長(zhǎng)征七號(hào)時(shí)的情形:比起以往在飛的長(zhǎng)征系列火箭,它的“腿”明顯變高了,更協(xié)調(diào)、更美觀。

胡雷鳴口中的“腿”是指長(zhǎng)征七號(hào)的4個(gè)推進(jìn)器,長(zhǎng)約27米的助推器,接近現(xiàn)役火箭助推器長(zhǎng)度的2倍。這種改變,意味著要對(duì)火箭的設(shè)計(jì)進(jìn)行全面的更新。傳統(tǒng)火箭固定助推器需要兩個(gè)捆綁點(diǎn),而長(zhǎng)征七號(hào)又增加了一個(gè)捆綁點(diǎn),相對(duì)現(xiàn)役火箭靜定的捆綁方案,載荷、捆綁裝置等設(shè)計(jì)難度大大增加、可靠性大幅提升。

不僅“腿”變高了,“體重”也增加了。很難想象,這個(gè)起飛重量接近600噸的“鋼筋鐵骨”大個(gè)子,體重的90%甚至更多居然都是燃料。成天和長(zhǎng)征七號(hào)工程設(shè)計(jì)人員一起工作的胡雷鳴解釋得頗有專業(yè)味道:火箭是衛(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”。

“心臟”也更強(qiáng)壯了。張濤告訴記者,長(zhǎng)征七號(hào)最根本的變化來(lái)自動(dòng)力系統(tǒng)。它采用了液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)等新技術(shù),一舉將我國(guó)中型運(yùn)載火箭低軌道的運(yùn)載能力由8.6噸提高至13.5噸,達(dá)到國(guó)外同類火箭先進(jìn)水平。

“為什么點(diǎn)火時(shí)尾焰的顏色中會(huì)有點(diǎn)藍(lán)?主要是燃料出現(xiàn)了變化。”他說(shuō),長(zhǎng)征七號(hào)采用無(wú)毒無(wú)污染的液氧煤油作為燃料,較常規(guī)推進(jìn)劑比沖提高20%,推力提高了60%,不僅秉承了中國(guó)航天綠色環(huán)保的發(fā)展理念,順應(yīng)國(guó)際潮流,還降低了成本提高了火箭性能。

操作手閆雷的工位在長(zhǎng)征七號(hào)發(fā)射平臺(tái)的配氣臺(tái),這個(gè)工位幾乎就在火箭噴管下面,只有在火箭點(diǎn)火前40分鐘,他才能離開(kāi)這個(gè)工位。這位離火箭最近的小伙子注意到了更多細(xì)節(jié)的變化。

“你看它的整個(gè)尾段,全部涂了一層厚厚的防熱膠。每個(gè)螺釘、每個(gè)接縫都處理得很精細(xì)?!遍Z雷的直接觀感背后,是我國(guó)火箭設(shè)計(jì)制造能力和工藝的整體躍升。

毫不夸張地說(shuō),打從“娘胎”里,長(zhǎng)征七號(hào)就帶著與以往不一樣的基因。它突破了三維協(xié)同設(shè)計(jì)、三維設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理及基于三維的流程仿真、飛行綜合性能仿真等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),打通了從設(shè)計(jì)到制造的全三維流程,堪稱我國(guó)第一枚全數(shù)字火箭。

  雖說(shuō)是“新人”,但經(jīng)得起千錘百煉

發(fā)射前,有記者問(wèn)張濤:對(duì)長(zhǎng)征七號(hào)有沒(méi)有信心?

這位航天科技集團(tuán)一院長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭副總指揮笑著回答:有信心!

張濤的底氣源自長(zhǎng)征七號(hào)的一身本領(lǐng)。對(duì)這一點(diǎn),張濤了如指掌。

“雖說(shuō)是‘新人’,但經(jīng)得起千錘百煉!”在發(fā)射塔架前,張濤比劃著盡可能通俗地講明白長(zhǎng)征七號(hào)的“獨(dú)門功夫”——

不怕水?,F(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?!皟H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?!睆垵f(shuō)。

不怕冷。長(zhǎng)征七號(hào)發(fā)射前加注完液氧后,火箭結(jié)構(gòu)溫度會(huì)急速下降。因?yàn)榇尜A液氧的火箭貯箱外表面有一層10毫米厚的密度極低的絕熱材料,長(zhǎng)征七號(hào)好比披上了一件“防寒服”,盡管液氧溫度低至零下183℃,但是火箭外表面溫度依然可以保持在0℃以上。

不怕風(fēng)。與其他3個(gè)內(nèi)陸發(fā)射場(chǎng)相比,海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)的特點(diǎn)之一便是風(fēng)大——距地面五六十米高的地方風(fēng)速要遠(yuǎn)高于地面風(fēng)速。為提升抗風(fēng)能力,長(zhǎng)征七號(hào)裝上了“防風(fēng)減載裝置”,即使遇到8級(jí)大風(fēng)的天氣,依舊可以轉(zhuǎn)場(chǎng),其抗風(fēng)能力超過(guò)現(xiàn)役火箭。

不怕等。那天合練,長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭低溫燃料加注后成功停放了24小時(shí),創(chuàng)下了低溫燃料停放時(shí)間最長(zhǎng)紀(jì)錄。這也意味著火箭發(fā)射有了更多有利時(shí)間,發(fā)射的可靠性大大提高。

不怕擾。長(zhǎng)征七號(hào)復(fù)雜的結(jié)構(gòu),給火箭的“大腦”控制系統(tǒng)帶來(lái)了全新挑戰(zhàn)。長(zhǎng)征七號(hào)控制系統(tǒng)創(chuàng)新采用了143項(xiàng)智能控制軟件,為現(xiàn)役火箭軟件使用量的30倍以上,大大提高了控制精確度。另外,在每個(gè)艙段中都安裝了控制系統(tǒng),改變了以往集中處理的方式,減輕了控制系統(tǒng)壓力?!斑@也標(biāo)志著我國(guó)火箭控制系統(tǒng)已向全面數(shù)字化控制模式發(fā)展。長(zhǎng)征七號(hào)未來(lái)成熟后將成為新一代載人火箭,用于發(fā)射新一代載人飛船?!睆垵f(shuō)。

千錘百煉的本領(lǐng),源自千錘百煉的試驗(yàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì),僅初樣研制,研制隊(duì)伍就完成了32項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),完成了289項(xiàng)初樣大型地面試驗(yàn)。

你能想到嗎,長(zhǎng)征七號(hào)的助推氧化劑箱最薄的地方僅有1.7毫米,只有雞蛋殼那么厚,是火箭研制生產(chǎn)中難度最大的部分之一。為此,科學(xué)家們不僅要研發(fā)各種成形、焊接的新技術(shù),還要對(duì)其進(jìn)行動(dòng)力系統(tǒng)試車、常溫靜力試驗(yàn)、爆破試驗(yàn)等危險(xiǎn)測(cè)試。

你能想到嗎,為了模擬火箭從起飛到助推器分離前100多秒的真實(shí)飛行狀態(tài),需要把長(zhǎng)征七號(hào)綁在全箭振動(dòng)塔上反復(fù)“蕩秋千”。

置身全箭振動(dòng)塔,當(dāng)初用來(lái)懸掛長(zhǎng)征七號(hào)的16根粗鋼絲繩,仍懸垂在這個(gè)高93米、面積達(dá)10230平方米的建筑內(nèi)。

那是長(zhǎng)征七號(hào)在地球上的“搖籃”。而今,它帶著在搖籃里的所有“記憶”,義無(wú)反顧地投進(jìn)了宇宙的懷抱。讓我們祝福這位長(zhǎng)征家族的“新人”!

它的一小步,是中國(guó)航天的一大步

與長(zhǎng)征七號(hào)密切接觸的這段日子,記者有幸目睹了它邁出的每一步,可謂步步精彩,步步意味深長(zhǎng)。

第一步:坐著“沙發(fā)”去文昌。眾所周知,長(zhǎng)征七號(hào)是從天津海運(yùn)到文昌的?!昂_\(yùn)是目前火箭運(yùn)輸方式中,最理想的選擇?!焙教炜萍技瘓F(tuán)一院長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭總體設(shè)計(jì)人員王旭形象地說(shuō),“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)’?!睆奶旖蚋鄣轿牟鍨懜?,這一步的背后,是我國(guó)航天發(fā)射“原點(diǎn)”的劃時(shí)代位移。從此,我國(guó)航天發(fā)射迎來(lái)一個(gè)嶄新的起點(diǎn)。

第二步:帶著“臍帶塔”走向發(fā)射塔。垂直轉(zhuǎn)場(chǎng)那天,緊緊包裹長(zhǎng)征七號(hào)的巨型活動(dòng)塔架格外引人注意?!斑@是為長(zhǎng)征七號(hào)專門設(shè)計(jì)的臍帶塔。”長(zhǎng)征七號(hào)地面設(shè)備副主任設(shè)計(jì)師吳夢(mèng)強(qiáng)說(shuō),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?!边@一步的背后,也是垂直總裝、垂直測(cè)試、垂直轉(zhuǎn)場(chǎng)“三垂”測(cè)發(fā)模式的巨大變革,火箭待在發(fā)射陣地的測(cè)試時(shí)間從此變得更短。

第三步:成功邁出太空第一步。海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)指揮控制中心,口令聲和報(bào)告聲此起彼伏。長(zhǎng)征七號(hào)成功將六類七項(xiàng)載荷成功送入預(yù)定軌道的喜訊傳來(lái),指控大廳內(nèi)歡呼一片。

“它的一小步,是中國(guó)航天的一大步?!边@一步,標(biāo)志著我國(guó)在載人航天工程和新一代運(yùn)載火箭研制中取得了重大突破,對(duì)于完善我國(guó)運(yùn)載火箭型譜、提升進(jìn)入空間能力具有重大意義。

長(zhǎng)征七號(hào),夢(mèng)想載體。在長(zhǎng)征七號(hào)發(fā)射平臺(tái)的一間配氣室里,幾名工程師和操作手暢想著未來(lái):“很期盼發(fā)射貨運(yùn)飛船”“希望長(zhǎng)征七號(hào)早日托舉載人航天器”……當(dāng)被問(wèn)及參加長(zhǎng)征七號(hào)第一次發(fā)射的感受,他們七嘴八舌地說(shuō):空間站、載人登月、火星艙、深孔探測(cè)器,未來(lái),這里的“第一次”只會(huì)越來(lái)越多!

長(zhǎng)征七號(hào),任重道遠(yuǎn)?!啊L(zhǎng)七’,長(zhǎng)期,長(zhǎng)征!”此言不虛。在航天科技集團(tuán)一院長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭副總指揮張濤看來(lái),長(zhǎng)征七號(hào)所開(kāi)啟的時(shí)代有多壯麗,它的使命就有多光榮。完成此次首飛任務(wù),長(zhǎng)征七號(hào)很快將承擔(dān)中國(guó)首個(gè)空間貨運(yùn)飛船——天舟一號(hào)的發(fā)射,在不遠(yuǎn)的未來(lái),它還將承擔(dān)中國(guó)航天多種類型的發(fā)射任務(wù)。

這是我國(guó)在役主力火箭的“接班人”,更是我國(guó)未來(lái)航天發(fā)射任務(wù)的“主力軍”。張濤對(duì)長(zhǎng)征七號(hào)寄予厚望:作為我國(guó)新一代中型運(yùn)載火箭的基本構(gòu)型,通過(guò)改型或與上面級(jí)組合,長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載能力將覆蓋大多數(shù)主流衛(wèi)星所需的運(yùn)載能力,面向主流衛(wèi)星市場(chǎng),適應(yīng)面更寬。

說(shuō)到這里,他指了指工作服臂上的圖案說(shuō):“你看,這是長(zhǎng)征七號(hào)火箭在環(huán)繞地球,寓意長(zhǎng)征七號(hào)譽(yù)滿全球、走向世界。

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