資料圖:長征五號運載火箭垂直轉運至發(fā)射場?!O公明 攝
中新網(wǎng)上海11月3日電?。ㄠ崿摤摚?ldquo;十年磨一箭”,中國目前運載能力最大的新一代運載火箭長征五號歷經(jīng)十年研發(fā),3日晚在海南文昌航天發(fā)射場成功發(fā)射。值得一提的是,長征五號是中國首個采用助推器支撐的捆綁火箭,4個直徑3.35米的助推器堪稱“四大力士”,首次撐起“火箭之重”。
中國航天科技集團公司八院承擔長征五號助推器的研制任務,該院專家向記者揭秘了“力士養(yǎng)成記”。
助推“力士”首擔“火箭之重”
四個助推器是長征五號火箭起飛的主要動力源。“力士”的力氣有多大?火箭1078噸的起飛推力中,四個助推器提供了90%左右。
中國的航天史上,助推器擔綱如此“重任”尚屬首次。傳統(tǒng)的捆綁火箭,火箭豎立在發(fā)射臺上,主要依靠中間的芯級進行支撐,捆綁在旁的助推器不承擔支撐力,且只是起飛的“助力者”。
而長征五號上,如八院805所副所長梁建國所言,在地面的操作和停放階段,火箭的所有重量,包括風吹過帶來的風荷載,都落在助推器“身上”。且在飛行過程中,“助力”變“主力”,助推器承擔起全箭90%左右的推力。專家稱,長征五號火箭采用了助推器前連接點為主傳力的方案,雖然加大了助推器的研制難度,但這一設計有利于降低芯級結構“重量”,提高火箭運載能力。
“五臟俱全” 加個“大腦”就能飛
別看四大助推“力士”飛至半空,即完成任務,與芯級解鎖分離,其研發(fā)制造起來一點也不簡單。八院科研一部部長蔡益飛說,除了沒有控制系統(tǒng),助推器“五臟俱全”,相當于一枚單級運載火箭。
據(jù)介紹,4個直徑3.35米助推器是目前中國國內(nèi)最大的低溫液體助推器,研制規(guī)模與難度遠超現(xiàn)役運載火箭一子級。
“長征五號的助推器,看起來箭體與傳統(tǒng)一樣,但其實內(nèi)在都變了,所有的動力、結構、增壓、遙測都有,加個‘大腦’(控制系統(tǒng))就能飛”,蔡益飛表示,長征五號的助推器,無論是設計難度、試驗驗證難度還是系統(tǒng)構成的復雜度,都要比傳統(tǒng)火箭更具挑戰(zhàn)性。
“摳”重量成就“輕身材”
長征五號的助推器,還有一個特點就是:厚薄不一的“身軀”。
之所以厚薄不一,是為了讓火箭盡量“輕”點。因而,助推器不同高度和周向的結構均不同,助推器荷載大的地方,做得較厚;荷載小處則薄。
長征五號助推器首次采用了斜頭錐和前捆綁主傳力結構,當發(fā)動機的推力往上傳時,推力經(jīng)過約27.7米的助推器“身軀”,最后集中在斜頭錐不足0.1平方米的前捆綁點處,“經(jīng)過測算,這么塊'巴掌大'的地方,實際要承受300多噸的力,傳遞到芯級上去”,梁建國說。
“別看它(助推器)個頭很大,直徑3.35米,長度27.7米,但從航天設計的角度,我們還是會幾克幾克地去‘摳’它的重量,‘摳’到最精細,‘摳’到最輕,使火箭能提供的運載能力最大”,梁建國說。
“數(shù)字化”節(jié)約大成本
長征五號研發(fā)團隊全面引入數(shù)字化模式,在3D環(huán)境中對模型進行虛擬裝配,使許多問題得以提前暴露和解決,大大提高了型號研制進度,降低了風險系數(shù)。
梁建國介紹,產(chǎn)品生產(chǎn)出來前,先各自打造三維模型,“在還沒有實物生產(chǎn)出來的情況下,‘數(shù)字化火箭’已經(jīng)形成”。
據(jù)介紹,與傳統(tǒng)方法相比,取消實物樣機,不但給助推器制造節(jié)省了上千萬元人民幣的成本,還大幅縮短了研制周期。(完)
來源:http://www.chinanews.com/gn/2016/11-03/8052740.shtml



