再問(wèn)蒼穹 從“新”出發(fā)
椰風(fēng)碧海，巨箭聳立；馴火牧天，撼山動(dòng)地?？矗￠L(zhǎng)征火箭再度出征，中國(guó)航天以?shī)^進(jìn)的姿態(tài)走到一個(gè)新的歷史坐標(biāo)。
這一幕，似曾相識(shí)。130多天前，長(zhǎng)征五號(hào)遙三運(yùn)載火箭成功飛天，“胖五”再度叩響太空之門。
這一幕，又倍感新鮮。長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭接過(guò)“哥哥”長(zhǎng)征五號(hào)的“接力棒”，以探索太空的勇者姿態(tài)，扶搖直上九天。
這一飛，標(biāo)志著中國(guó)空間站階段飛行任務(wù)首戰(zhàn)告捷；這一飛，拉開(kāi)了我國(guó)載人航天工程“第三步”任務(wù)的序幕。這是中國(guó)航天的一小步，也是建成未來(lái)空間站的一大步。
以文昌發(fā)射場(chǎng)為新起點(diǎn)，長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭的首飛帶上了“新乘客”——新一代載人飛船試驗(yàn)船。新的火箭、新的飛船試驗(yàn)船又有哪些新特點(diǎn)、新功能？請(qǐng)隨記者一道去看一看。
新火箭——
身懷獨(dú)門絕技的“大力士”
繼承“哥哥”長(zhǎng)征五號(hào)的優(yōu)秀基因，“弟弟”長(zhǎng)征五號(hào)B同樣是地地道道的“大力士”—火箭芯一級(jí)直徑為5米，捆綁4個(gè)直徑3.35米的助推器，全長(zhǎng)約53.7米，起飛質(zhì)量約849噸，近地軌道運(yùn)載能力大于22噸。
但仔細(xì)比較不難發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)征五號(hào)B和長(zhǎng)征五號(hào)有著諸多不同——
從構(gòu)型上看，長(zhǎng)征五號(hào)B的“骨架”更緊湊了。長(zhǎng)征五號(hào)采用兩級(jí)半構(gòu)型，而長(zhǎng)征五號(hào)B則首次采用一級(jí)半構(gòu)型。熟悉長(zhǎng)征運(yùn)載火箭家族的朋友都知道，過(guò)去的長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭都是兩級(jí)以上構(gòu)型，而長(zhǎng)征五號(hào)B獨(dú)特的一級(jí)半構(gòu)型就是為了練就“一氣呵成”“精準(zhǔn)入軌”的絕技。
從外觀上看，長(zhǎng)征五號(hào)B的“腦袋”更大了。長(zhǎng)征五號(hào)B的超大整流罩長(zhǎng)度達(dá)20.5米，比長(zhǎng)征五號(hào)整流罩長(zhǎng)了近8米，是我國(guó)目前最大的火箭整流罩。
從用途上看，長(zhǎng)征五號(hào)B搭載的“乘客”更特殊了。長(zhǎng)征五號(hào)主要用于發(fā)射高軌道大型衛(wèi)星以及各類深空探測(cè)器，例如嫦娥五號(hào)月球探測(cè)器、火星探測(cè)器等；長(zhǎng)征五號(hào)B則是用于發(fā)射近地軌道的大型衛(wèi)星及飛船，如載人空間站的核心艙等。
從運(yùn)載能力看，長(zhǎng)征五號(hào)B的“肌肉”更發(fā)達(dá)了。長(zhǎng)征五號(hào)地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力約為14噸，而長(zhǎng)征五號(hào)B近地軌道運(yùn)載能力大于22噸。
如果僅看兩位“兄弟”的表面差異，那未免太小瞧“弟弟”長(zhǎng)征五號(hào)B了。真正讓“弟弟”長(zhǎng)征五號(hào)B獨(dú)步“箭林”、傲視群雄的，是它那擁有諸多首創(chuàng)、獨(dú)特的航天“黑科技”。
先來(lái)看看長(zhǎng)征五號(hào)B的超大整流罩。這個(gè)超大整流罩有6層樓房高，如此寬敞的空間，是發(fā)射空間站核心艙和實(shí)驗(yàn)艙獨(dú)享的“私人定制”。這頂超級(jí)大的“桂冠”，既是長(zhǎng)征五號(hào)B的身份標(biāo)識(shí)，也是它的專屬配制。但對(duì)研制團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)征五號(hào)B的超大整流罩可不像是做帽子那樣簡(jiǎn)單，加大一下尺碼就可以完成。
為了改善氣動(dòng)特性，長(zhǎng)征五號(hào)B的整流罩采用了馮·卡門曲線外形設(shè)計(jì)，可以有效減少空氣的阻力和載荷的影響。而要想把這個(gè)分量很重的“帽子”在太空中“摘”下來(lái)，也不是一件容易事。經(jīng)過(guò)多個(gè)方案比較，研制團(tuán)隊(duì)最終采用旋轉(zhuǎn)式分離方案，攻克這一難題。
長(zhǎng)征五號(hào)B沒(méi)有單獨(dú)的調(diào)姿和末速修正系統(tǒng)，而是利用一級(jí)半構(gòu)型火箭直接將有效載荷送入預(yù)定軌道。也就是說(shuō)，從點(diǎn)火到入軌要“一鼓作氣”。這就好比打籃球，原來(lái)的多級(jí)構(gòu)型火箭，從發(fā)球到投籃，可以經(jīng)過(guò)幾名隊(duì)友傳遞配合，一步步完成。但長(zhǎng)征五號(hào)B一上場(chǎng)便要投3分球。
如何保證長(zhǎng)征五號(hào)B“一投就進(jìn)”呢？這就需要解決“上得去”和“投得準(zhǔn)”的問(wèn)題。研制團(tuán)隊(duì)充分發(fā)揮了液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)大推力、氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)高比沖的優(yōu)勢(shì)，有效解決了“上得去”的問(wèn)題；創(chuàng)新運(yùn)用姿態(tài)控制增益優(yōu)化和復(fù)合制導(dǎo)方法，提高火箭姿態(tài)控制精度，成功解決了“投得準(zhǔn)”的問(wèn)題。
艙箭分離同樣是一大關(guān)鍵技術(shù)?？臻g站艙段和長(zhǎng)征五號(hào)B連接接口直徑超過(guò)4米，要讓這個(gè)重達(dá)20多噸的空間站艙段安全順利地“到站下車”絕非易事。這好比在高速行駛的兩輛汽車上傳遞嬰兒，既要確保安全分離、順利交接，又要將過(guò)程中出現(xiàn)的碰撞風(fēng)險(xiǎn)降到最低，以免“磕碰”到“嬰兒”。
研制團(tuán)隊(duì)圍繞降低和改善沖擊環(huán)境開(kāi)展了專題攻關(guān)，采用“隔沖框+阻尼盒”降沖擊方案，應(yīng)用顆粒阻尼技術(shù)，實(shí)現(xiàn)減振降噪，讓空間站艙段在“下車”過(guò)程中，不會(huì)感到較大顛簸。同時(shí)，為了提高艙箭分離后的安全裕度，還增加了2枚離軌火箭，確保分離后火箭一級(jí)箭體可以及時(shí)避開(kāi)空間站艙段的軌道面。
可以說(shuō)，長(zhǎng)征五號(hào)B的發(fā)射過(guò)程看似簡(jiǎn)單，其中的技術(shù)并不簡(jiǎn)單；長(zhǎng)征五號(hào)B與長(zhǎng)征五號(hào)“長(zhǎng)相”相似，卻有著別具一格的硬核功能。（徐 童 解放軍報(bào)記者 安普忠）
