長征七號 6 月海南文昌首飛,盤點你不得不知道的細節

軍情諜報| 2016-05-09| 檢舉

2020 年前我國將發射大量各種軌道的太空飛行器,對運載火箭尤其是中型運載火箭的需求比較旺盛,其中貨運飛船的發射任務尤為重要,為此,中國研製了長征 7 號運載火箭,目前,該火箭已經研製成功,並於今天從天津港出發,前往海南文昌衛星發射場,並預計 6 月下旬實施發射。據了解,這次發射是載人航天工程空間實驗室階段 4 次飛行任務的開局之戰。為此,你可能需要知道這些。

關於長征七號

姓名 :長征七號運載火箭(英文:Long March 7,縮寫:CZ-7),其前身是長征二號 F 換型運載火箭(縮寫:CZ-2F/H)。 用途 :長征七號以滿足中國載人空間站工程,主要用於發射貨運飛船。6 月份的首次發射它將搭載實驗一個新型縮小比例的飛船返回艙,2017 年其將發射我國首款貨運飛船天舟一號,並將逐步替代現有的長征二號、三號、四號系列,到 2021 年時承擔我國 80%左右的發射任務。 運載特點 :採用「兩級半」構型,運載能力將達到近地軌道 13.5 噸,太陽同步軌道 5500 千克。整流罩直徑 4.2 米,在發射場整流罩與有效載荷整體垂直運輸、吊裝。芯一級直徑 3.35 米,火箭總長 53.1 米,起飛質量約 594 噸,起飛推力 720 噸。

主要技術特點

1、全新的動力系統

長征七號火箭將採用全新的大推力液氧煤油的發動機。液氧煤油發動機被譽為世界航天動力領域的珠穆朗瑪峰。其採用最先進的高壓補燃循環系統,其推力比現有「長征」系列運載火箭發動機提高 60%以上,運載能力是原來的 3 倍左右; 性能方面有大幅度提高。運載能力也提升到了 25 噸(現有的只有 9 噸);液氧和煤油都是環保燃料,沒有污染;經濟上,比常規發動機推進劑便宜 60%;更重要的是其可重複使用。

該發動機研製成功,填補了具有自主智慧財產權的多項技術空白,使中國成為世界上第二個掌握高壓補燃技術的國家。

2、全壽命周期數字化

所謂全壽命周期數字化,是指將數字化貫穿設計、試驗、製造、管理的全過程,這對火箭研製方式來說,是一種從普通公路到高速公路式的跨越。

即使在歐美已開發國家,產品全數字化設計製造也是一道難題,但數字化所創造的超高效益卻是有目共睹的。在號稱「玩轉數字化」的航空領域,波音公司從 B737-X 到 B777 研製都實現了全過程的數字化定義、預裝配、並行設計、協同流程管理,設計方法更改和返工減少了 50%,研製周期縮短了 50%。

而在火箭研製領域,實施產品全數字化設計製造也帶來了意想不到的效果。火箭在建立了全箭三維數字樣機後,以數字模裝替代實物模裝,完成全箭的裝配及接口協調工作。技術人員只需在電腦前應用軟體,就可對火箭的可靠性進行一次「摸底考試」。不僅提高了產品可靠性,更節省了大量的人力、物力、財力。

3、全新的發射平台

長征七號火箭發射點火的剎那,溫度會高達 2800℃,和過去主要起支撐作用的鋼製發射平台不同,海南文昌發射場使用的新一代發射平台裡面裝載著儀器設備,而且也需要多次使用,所以專門採用噴水降溫和塗特種防護塗層等方式,使它不怕被高溫摧毀。另外,該平台可以垂直運輸、垂直總裝、垂直行走發射。並採取了新的技術,彎道技術,發射的準備時間比其他的火箭有比較大的縮短。

4、全新的三點支撐結構

在運輸火箭芯級周圍捆綁助推器可以有效提高運載能力,助推器與芯級之間的捆綁連接方式是運輸火箭設計中的一項關鍵技術。我國目前主要採用前部一個捆綁,尾部一個捆綁,從而將推進器與芯級連接起來。這樣捆綁讓助推器和芯級形成一個「靜定」體系,稱為靜定捆綁。

想要增加火箭的運載能力,在推進器直徑不變的情況下,加長推進器的長度是最好的方案,但這樣也會帶來另外一個問題,就是降低了結構的整體剛度,火箭姿態控制系統的風險將大大升高。為此,需要在原有兩點支撐的捆綁方案的基礎上在中間增加一套捆綁連接裝置,形成三點支撐,學名叫超靜定捆綁。

採取該結構之後,長征七號助推器的長度比原來長一倍,基本上達到了 27 米。

5、抗風防雨設計

現役中國長征火箭發射,選擇窗口時都會專門避開雷雨天,而長征七號專門進行了「防水」設計,可以實現中雨條件下的正常發射。另外,相比於酒泉衛星發射中心大戈壁上每秒 9 米左右的風速,文昌發射場的風速經常達到每秒 20 米,為了能夠保證火箭時刻都站得住站得穩,設計人員專門為它設計了防風減載裝置,可以在 8 級大風的情況下進行垂直轉運,抗風能力為目前長征家族之最。

關於文昌衛星發射場

文昌衛星發射場於 2009 年 9 月 14 日開工建設,是中國繼酒泉衛星發射中心、西昌衛星發射中心、太原衛星發射中心後第四個衛星發射基地,是中國首個濱海發射基地,也是中國緯度最低的衛星發射基地。

文昌新建航天發射場的優勢:

一是地理位置優越,在海南建設發射場,可利用緯度低的優勢,提高地球同步軌道衛星運載能力,延長衛星使用壽命,效費比高。酒泉衛星發射中心是中低軌道發射中心,衛星運行繞地球一周是 90-120 分鐘,軌道高度 500-5000 公里;西昌衛星發射中心是地球同步軌道,高度 36000 公里;太原衛星發射中心是太陽同步軌道,適合發射氣象衛星。然而文昌衛星發射中心卻把國內這三個衛星發射中心的功能全都包括在內,也就是說,基本所有類型的衛星都能在文昌發射。 二是沿海與內陸相結合,大型運載火箭可以海上運輸; 三是相對環保,火箭發射時運載的火箭如果脫落在城市或農村等人口集聚區,將帶來無法估計的損失,而且脫落的火箭殘害也很有可能會污染地下水,所以火箭脫落必須是在沒有人煙的地方。在文昌,火箭升空後,第一節火箭會脫落在三沙海域,第二節火箭會脫落在南太平洋海域,這就意味不會給城市農村帶來影響,脫落在大海的火箭帶來的污染會被海水稀釋,不會造成更為嚴重的損失。

文章來源: https://www.twgreatdaily.com/cat90/node1066043

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