终于,中国拥有了自己的大火箭。今天,有着中国最大火箭之称的长征五号成功首飞,这标志着我国运载火箭实现升级换代,运载能力进入国际先进行列。
那么,这个长征火箭家族“身材最高”、“腰最粗”、“力气最大”的大家伙,除了是能托举25吨货物的大力神,浑身上下还有哪些鲜为人知的本事?中国青年报·中青在线记者采访有关专家进行揭秘。
火箭起飞也“漂移”
看过迈克尔·杰克逊太空漫步的,都知道一个动作叫“漂移”,不过这个动作并非舞步专属,长征五号大火箭起飞时也有。
根据中国航天科技集团公司中国运载火箭技术研究院长征五号火箭设计人员何巍的介绍,在长征五号点火起飞瞬间,会有一个横向的摇摆,其摇摆的幅度,受起飞瞬间风力、发动机安装微小偏差等影响。
长征五号身高近60米、体重近900吨、起飞推力近千吨,相比其他“小个头”的火箭,其横向摇摆会更大。
古语“天有不测风云”说的是气象不可预测,如今也是,未来长时间的气象、发射台附近区域小环境的气象很难预测。今年,海南频发大风警报,风更多也更大,给长征五号的首飞增加了难度。
何巍说,为了降低风对“起飞漂移”的影响,提高火箭漂移的裕度(指留有一定余地的程度,允许有一定的误差——记者注),航天人调整了发射台支撑结构。
火箭起飞瞬间,发动机喷管喷出火焰,“漂移”就从这里开始。站在发射塔架前可以看到,火箭脚下的12个“支撑臂”支撑火箭站立,火箭最底端距离地面11米,调整后,这个距离将变成11.3米,站得更高。
根据中国航天科技集团公司一院发射台系统设计员吴梦强的说法,当前支撑臂与喷管间横向距离约200毫米,要提高裕度,型号设计人员要改变附着在支撑臂上的机械结构“身材”,让测力传感器座、牵制座等变得“细长”。
与此同时,把火箭抬高300毫米,让喷管与支撑臂纵向距离更远。火箭摆杆的位置与火箭是固定的,支撑臂高了,勤务塔上的6个摆杆位置也要“长个儿”300毫米。
长征五号合练箭转场后,平台上6个小红房子吸引了大家的目光,它们是火箭的“尾端服务塔”,用于保护火箭芯一级和助推器的加泄连接器。
吴梦强说,在这次裕度的调整中,其中4个红房子加高了“房顶”,让内部的设备更高地利用空间,还有一个尾端服务塔变高的同时变细了,也因此,这个红房子也将成为“建筑面积”和“使用面积”最小的一个。
他说,有了这些调整,长征五号原来站在11米高支架上的火箭,将再“上”一个0.3米的“台阶”,而站得更高,是为了飞得更好。
箭壳“薄如蝉翼”却坚不可摧
看到长征五号这个身高数十米的庞然大物,很可能让人产生一种误解:这个大火箭的外壳肯定特别厚重,才能足够坚固。
但事实上,常用的火箭壳体“蒙皮”(火箭的外壳专业术语——记者注)的厚度仅在1.2毫米~2毫米,而整流罩的“蒙皮”最薄处仅有0.3毫米。
打了一个比方,如果把火箭比作一个成年人,把壳体比作成年人的外衣,那么这层外衣可谓“薄如蝉翼”。
那么,这个所谓的“蒙皮”为什么这么薄?它能保证火箭的坚固性吗?
根据中国航天科技集团公司中国运载火箭技术研究院火箭箭体结构设计师邵英翠的说法,“蒙皮”的主要材料为铝合金,这种材料强度高、耐腐蚀、重量轻、成本低,在长征三号甲系列、长征二号F等火箭飞行过程中综合性能最好,是做“蒙皮”的最佳选择。