長征七號做“防水”設計可冒中雨發射能抗八級大風

2016-06-24 16:48 作者：孫樂琪北京晚報責任編輯：陳瑋

摘要：在海南文昌發射場，“長七”火箭從技術陣地轉到發射陣地，必須拐彎。以長征七號火箭為例，火箭的總體重為500余噸，箭體外殼、電纜、儀器等重量加在一起只有50余噸，其余都是液氧煤油推進劑的重量。

可防水

發射遇中雨照發射

現役火箭發射選擇窗口時都會避開雷雨天，而新一代運載火箭則能實現中雨發射，這是因為新一代運載火箭是做了“防水”設計的。

新一代運載火箭發射場氣候潮濕，降水量大，全年12 小時內降水5至15毫米的中雨較多。為此，研制人員要保證火箭能夠中雨發射，即要求火箭做好“防水”。

火箭防水都要防哪些水？要具備中雨發射能力的新一代運載火箭其實不僅僅要防雨水。很多看過火箭發射的人都見過加注后的火箭，受低溫推進劑的影響，箭體表面的溫度低，冷凝水像下雨一樣順著箭體流下來，這也是火箭要防的水。除此之外，箭壁、管路上的冷凝水還可能結冰，冰融化又會形成冰霜融化水等。

火箭怎么防水呢？中國航天科技集團公司一院設計人員遵循“能在單機解決的，不在系統解決，能在系統解決的，不在總體解決”原則，從“產品源頭”解決防水問題。

創紀錄

加注燃料停放24小時

長七火箭在海南發射場合練，低溫燃料加注后成功停放24小時，創下了低溫燃料停放時間最長紀錄。新一代運載火箭，有多種發射任務需求，且發射前程序復雜，停放24小時，可為成功發射爭取更多有利時間，提高火箭發射的可靠性。

為何低溫燃料加注后僅能停放24小時呢？原來，低溫燃料不僅溫度極低，且易燃易爆易蒸發，停放中的火箭就像“炸彈”。不僅工作人員要在低溫環境中作業，箭體上的部分儀器設備也要面臨低溫環境的考驗。而且，在加注后停放的24小時內，需補加3至5次。

降溫度

起飛20秒噴水400噸

新一代運載火箭發射時與其他火箭不同的是：發射平臺旁的“大流量噴水降溫降噪系統”要給發射平臺噴水降溫，否則火箭發射臺內部的儀器設備很可能因高溫受影響。

火箭點火起飛時，箭體尾部噴出的火焰幾乎“直擊”發射平臺，使得發射平臺瞬間接近3000 ℃，足以溶化絕大多數金屬和非金屬材料，即便火箭發射平臺由特殊材料制成，表面有防熱涂層，也很難承受如此高的溫度。

國際上先進的降溫方法是噴水降溫，這一方法也將出現在新一代運載火箭發射中。因此，研制人員設計了一個大流量噴水降溫降噪系統，系統分兩級，一級位于發射平臺上，在火箭發動機點火前給發射平臺噴一層5厘米厚的水膜，二級位于發射平臺兩旁5米高空，在火箭飛達5米高以后向箭體尾部火焰中心噴水，兩級噴水設施各噴20余秒，完成400噸的噴水量，使發射平臺核心區降溫幅度在1000 度左右。

耐高溫

發射平臺涂“防曬霜”

火箭發射點火的剎那，溫度高達2800℃，發射平臺既要能承受強熱流的沖刷，又要耐得住強高溫。為延長發射平臺的使用壽命，在每次火箭發射前，中國航天科技集團公司一院703所的技術人員就要奔赴發射基地，為即將執行發射任務的平臺表面涂覆大面積“防曬霜”——特種防護涂層。

火箭發射平臺要涂覆的面積可不是“一張臉”大小，而是多達兩千平方米，光噴涂用料就要用上將近4噸。在發射平臺噴涂前，要先將料配備好，用七八臺打磨機同時開工，將上次發射燒蝕的平臺表面打磨好，再用幾百公斤的溶劑清洗后，才能給發射平臺涂覆新的防護涂層。

防大風

火箭轉場抗八級風

在國內主要的4個發射場中，除海南文昌發射場外，其他的發射場都在內陸，風速隨距地面高度的變化不大。但文昌發射場不同，距地面五六十米高的地方的風速要遠高于地面風速。“地面感受到的是微風，火箭一級的地方可能就是‘大風’了。我們將這種隨距地面高度而變化的風稱為‘淺層風’。”研制人員說，這給“長七”垂直轉場增加了難度。

為了提升抗風能力，他們給火箭裝上了“防風減載裝置”，這樣一來，即使遇到8 級大風的天氣，長七火箭依舊可以轉場，它的抗風能力超過現役火箭。

走海運

坐“沙發”去發射場

火箭從研制地到發射場通常有3 種運輸方式——公路、鐵路、海運，哪種方式更“舒適”呢？設計人員形象地說：“火箭走公路、鐵路，就像坐‘硬板床’；乘船走海運，就好似坐‘沙發’。”

長七火箭合練箭是海運中“第一個吃螃蟹”的火箭，在它的芯一級、芯二級、助推器、整流罩，及它乘坐的船上、裝載的集裝箱上，布了30個測點，詳細記錄了起航、拋錨、起錨、靠港，以及多種海況下的過載環境數據和振動環境數據。事實表明，海運的振動環境優于其他運輸方式，可以很好地保證火箭內部設備的安全。

省地面

轉場拐4個60度彎

長征七號火箭在轉場過程中要拐4個60度的彎。為何要拐彎？是因為要和長征五號火箭共用一個轉運軌道，節省占地面積。

在海南文昌發射場，“長七”火箭從技術陣地轉到發射陣地，必須拐彎。而怎么拐、拐幾個彎才能使火箭行走省勁兒又安全呢？設計人員通過大量的計算，得出要轉4個彎，轉彎半徑為20米，最大轉彎角度在60度左右，這樣火箭轉彎最省勁兒。

臍帶塔

源源不斷輸送燃料

胎兒在母體里的10 個月，臍帶起到了至關重要的作用，它為胎兒吸取養料、排除廢料。火箭在到達發射場之后，也有著這樣重要的“臍帶”，與母體內的臍帶有著異曲同工之妙，它就是火箭的加注管道、供氣管道、空調管道以及電纜等等，它們向火箭源源不斷地輸送燃料、供氣以及調節體溫。