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锁管机与您一起关注:解码长征七号:中国未来主力火箭即将首飞

来源:鸿源机械     作者:鸿源    时间:2016-06-25 13:57:35

锁管机与您一起关注:解码长征七号:中国未来主力火箭即将首飞
   中国新一代中型运载火箭——长征七号近日将在海南文昌卫星发射中心首飞,中国2020年前后建成的载人空间站就要靠它来发射货运飞船。
  长征七号的研制单位——中国航天科技集团运载火箭技术研究院介绍,作为中国未来航天发射任务的“主力军”,长征七号还将满足载人运载火箭更新换代的长远需求。
  长征七号有多强大?
  长征七号火箭总长53.1米,芯级直径3.35米,捆绑4个直径2.25米的助推器,助推器长度为现役运载火箭的2倍,起飞重量597吨。
  它的运载能力为近地轨道13.5吨,太阳同步轨道5.5吨,将中国中型运载火箭近地轨道的运载能力由8.6吨提高至13.5吨,达到国外同类火箭先进水平。
  火箭的运载能力有多大,中国航天的舞台就有多大。据运载火箭技术研究院介绍,中国目前研制规模和技术跨度最大的火箭——长征五号将于今年下半年首飞,具备近地轨道25吨,地球同步转移轨道14吨的运载能力,与国际上主流运载火箭的运载能力相当,将承担发射嫦娥五号、空间站核心舱以及火星探测等具有里程碑意义的重大任务,将大幅提高中国进入太空的能力。
  此外,中国15年内有望发射重型运载火箭。在目前的设计蓝图中,重型运载火箭箭体直径近10米,全箭总长近百米,运载能力是现有火箭运载能力的5倍多,超过正在研制的美国下一代运载火箭的运载能力,可满足未来载人月球探测、火星取样返回,太阳系行星探测等多种深空探测任务需求,保障中国在未来宇宙探索和更大更远空间的话语权。
  设计变革:推进剂更环保
  不同于现役火箭多采用有剧毒的推进剂,长征七号采用中国具有自主知识产权的液氧/煤油发动机,实现无毒、无污染。
  由于液氧的温度达零下183摄氏度,在研制火箭的试验中,每次低温燃料加注后,试验现场的发射塔就像是个“大冷库”。
  虽然看起来是“钢筋铁骨”的大个子,体重几百吨,但火箭体重的90%甚至更多都是燃料。由于燃料重量不能随意增减,为了带更多的“乘客”去太空,减轻火箭自重就成了关键。因此,“长七”火箭外壳很薄,最薄处仅有0.8毫米,和鸡蛋壳差不多,可以说是薄如蝉翼却力量惊人。
  同时,长征七号采用三维无图纸设计和制造技术,代表了中国运载火箭研制领域数字化的最高水平,研制能力接近波音、空客和NASA,标志着中国新一代运载火箭在数字化设计能力上已跻身国际先进行列。
  长征七号的总体设计团队也十分“抢镜”:80%以上未满35岁,46%拥有博士学位。
  风雨“难阻”发射
  现役火箭发射时都会避开雷雨天,但海南文昌发射场气候潮湿,降水量大,因此长征七号采用防水设计,就像给火箭穿上了金钟罩铁布衫,即使中雨也能发射。
  此外,海南文昌发射场有“浅层风”,给长征七号运载火箭垂直转场带来挑战。设计部门给长征七号装上了“防风减载装置”,即使遇到8级大风也不怕。
  火箭发射平台还要涂覆大面积“防晒霜”——种特种防护涂层。这是因为火箭发射点火的刹那,温度高达2800摄氏度,足以溶化绝大多数金属和非金属材料。表面有了防热涂层,发射平台的使用寿命就可以延长,更好地承受强热流的“冲刷”。
  新一代运载火箭发射还有针对强高温的“双保险”。在火箭点火起飞时,发射平台旁的“大流量喷水降温降噪系统”会给发射平台喷水降温,在20秒内喷出400吨水。
  在喷射的400吨水中,有30%的水会汽化到大气中,60%的水则通过导流槽流走,水份蒸发带走大量的热,使得发射平台核心区降温幅度在1000度左右,有效地保护了火箭发射台内部的仪器设备。此外,该系统还有良好的降低噪音效果。
  未来:会有更大直径火箭诞生
  中国现役运载火箭的直径,受限于马屁股的宽度?没错,这个有趣的观点可以追溯到火车和铁轨的发明。
  由于中国的火箭研制地与发射地有一定距离,大多用火车或者汽车运输,路上难免会通过一些隧道。而隧道的宽度又是由铁轨间的距离决定的。考虑到火车晃动、会车等因素,火箭的直径就更受限制了。
  火车轨道的宽度沿用了马车的轮宽标准,而马车的轮宽可以一直追溯到罗马战车,古罗马人是按照拉战车的两匹马的屁股宽度设定的。因此,中国的现役运载火箭的最大直径就“止步”在3.35米。
  而海南文昌发射中心启用后,这个限制就可以突破了,因为火箭可以通过海运,不再受限于隧道的宽度。今年下半年将发射的中国最大的火箭长征五号的直径就达到了5米,未来,中国还会有更大直径的火箭诞生。
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