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天舟一號發(fā)射任務(wù)進(jìn)入決戰階段 首次挑戰“零窗口”

2017年04月17日 15:55   來(lái)源:央視新聞客戶(hù)端   吳杰

  今天,經(jīng)過(guò)約2個(gè)半小時(shí)的垂直轉運,長(cháng)征七號遙二運載火箭與天舟一號貨運飛船組合體安全轉運至發(fā)射區。

  轉運工作從早晨7時(shí)30分開(kāi)始,平穩行駛約2個(gè)半小時(shí)后,長(cháng)征七號遙二運載火箭與天舟一號貨運飛船組合體垂直轉運至發(fā)射區。

  據中國載人航天工程辦公室消息,天舟一號貨運飛船與長(cháng)征七號遙二運載火箭等飛行產(chǎn)品自2月中旬陸續進(jìn)入發(fā)射場(chǎng)后,按照飛行任務(wù)測試發(fā)射流程,于4月17日完成了總裝測試等技術(shù)區各項工作。轉運工作完成后,將在發(fā)射區開(kāi)展天舟一號貨運飛船與長(cháng)征七號遙二運載火箭功能檢查和聯(lián)合測試工作,完成最終狀態(tài)確認后,火箭加注推進(jìn)劑,計劃4月20日至24日擇機發(fā)射。

  天舟一號是我國自主研制的首艘貨運飛船,將與天宮二號空間實(shí)驗室完成交會(huì )對接,實(shí)施推進(jìn)劑在軌補加,突破和掌握推進(jìn)劑在軌補加等關(guān)鍵技術(shù)。天舟一號還搭載了非牛頓引力實(shí)驗等10余項應用載荷,將在軌開(kāi)展空間科學(xué)及技術(shù)實(shí)驗和試驗。

  新聞解讀:長(cháng)征七號運載火箭

  天舟一號飛行任務(wù)發(fā)射場(chǎng)區指揮部副指揮長(cháng) 毛萬(wàn)標:船箭組合體轉運到發(fā)射塔架,意味著(zhù)這次任務(wù)進(jìn)入到了最后的決戰階段,目前發(fā)射場(chǎng)一切工作,進(jìn)展順利,我們已經(jīng)為最后的加注發(fā)射階段做好了準備。

  目前,空間應用、測控通信、空間站等系統,已做好執行天舟一號飛行任務(wù)的各項準備工作。

  新動(dòng)力 運載能力再躍升

  長(cháng)征七號火箭此次執行天舟一號貨運飛船的發(fā)射任務(wù),也是長(cháng)征七號火箭去年首飛之后,首次執行空間實(shí)驗室任務(wù)。作為我國新一代中型運載火箭,長(cháng)征七號所采用的全新結構設計和動(dòng)力系統能夠大幅提升我國進(jìn)入空間能力。那么,長(cháng)征七號究竟新在哪里呢?

  長(cháng)征七號火箭被譽(yù)為是中國航天進(jìn)入太空的新動(dòng)力。這款新型火箭總高度超過(guò)53米,起飛重量近600噸,從外觀(guān)上看,長(cháng)征七號和目前中國航天已有的火箭體型差別不大,還是3.35米直徑的身材,但是它的運載能力卻比我國其他型號的中型火箭得到了大幅提高。

  航天科技集團一院長(cháng)征七號運載火箭總指揮 王小軍:我們現在的運載火箭運載能力可以達到13.5噸,甚至是14噸。

  以液氧和煤油作為燃料的大推力發(fā)動(dòng)機,能夠在點(diǎn)火后為長(cháng)征七號提供高達720噸的起飛推力,不僅推力更大,而且燃燒產(chǎn)生的主要是二氧化碳和水,清潔環(huán)保。除了更大的推力,安全可靠對于運載火箭來(lái)說(shuō)更是一項重要指標。

  王小軍:我們現役的載人火箭設計的可靠性是0.97,新一代運載火箭設計之初,我們可靠性設計到0.98,跟以前的運載火箭提高了一個(gè)百分點(diǎn)。

  運載能力強,安全指數高,使長(cháng)征七號能夠承擔發(fā)射我國目前體積最大、重量最重的航天器——天舟貨運飛船的任務(wù),這也是它首次執行空間實(shí)驗室任務(wù),為此,長(cháng)征七號專(zhuān)門(mén)進(jìn)行了適應性改進(jìn)。

  王小軍:我們這次發(fā)射的是飛船,它的重量和結構以及和火箭的接口都是不同的,針對這發(fā)任務(wù),我們也對設計、分析、仿真重新做了工作,以便能夠適應發(fā)射。

  而在未來(lái)我國建設、運營(yíng)自己的載人空間站時(shí),長(cháng)征七號火箭將承擔更多的任務(wù)。

  王小軍:在空間站建設過(guò)程中間,我們就要發(fā)射火箭飛船來(lái)支持空間站的建設。在空間站建設之后,進(jìn)入空間站運營(yíng)階段,我們每年還要發(fā)射一到兩次的火箭飛船,對我們整個(gè)空間站的運營(yíng)階段的整個(gè)空間活動(dòng)提供一個(gè)補給。

  新設計 將承擔更多發(fā)射任務(wù)

  長(cháng)征七號運載火箭是中國航天在成熟技術(shù)基礎上的繼承發(fā)揚,根據設計,它將承擔未來(lái)中國航天多種類(lèi)型的發(fā)射任務(wù),承擔更多的使命。

  長(cháng)征七號可以說(shuō)是為我國貨運飛船量身定制的一款火箭,但是憑借它在同類(lèi)型火箭中最強大的運載能力以及模塊化、型譜化的設計方式,長(cháng)征七號有多種改型。比如,捆綁在火箭主體四周的這四個(gè)小火箭叫做助推器,改變它們的數量,就能賦予長(cháng)征七號不同的能力。

  王小軍:我們現在是四個(gè)助推器,我們可以取消兩個(gè)助推,運載能力就降低到50%到60%,就是7噸左右的運載能力,未來(lái)長(cháng)七還會(huì )研制液氫液氧的上半級,它就可以把衛星送到地球同步轉移軌道,就是我們的通訊衛星的發(fā)射。

  王小軍介紹,目前無(wú)論是國內還是國外,航天發(fā)射中,中型運載火箭的需求都在日益增大,未來(lái)百分之七十的衛星、飛船等空間發(fā)射任務(wù)都將由中型運載火箭承擔。長(cháng)征七號火箭雖然不是中國運載火箭新家族中個(gè)頭最大的,但卻是任務(wù)最為繁重的。

  王小軍:通過(guò)這種助推器的組合和上半級的組合,我們長(cháng)七運載火箭未來(lái)就會(huì )有比較豐富的運載能力,可以把各種各樣的衛星送到不同的軌道,來(lái)實(shí)現它系列化的一個(gè)發(fā)展。

  長(cháng)征七號通過(guò)發(fā)射貨運飛船,與發(fā)射載人飛船的長(cháng)二F火箭通過(guò)互補大大提高了我國載人航天在軌駐留試驗能力,未來(lái)還可應用于載人發(fā)射,大幅提高載人飛行的能力。作為新一代中型運載火箭,長(cháng)征七號與長(cháng)征五號、長(cháng)征六號火箭形成了中、大、小系列化、梯度合理、型譜較為完善的我國新一代運載火箭體系。

  新聞解讀:天舟一號貨運飛船垂直轉運至發(fā)射區

  由于天舟一號飛船發(fā)射之后將與天宮二號空間實(shí)驗室交會(huì )對接,所以選擇發(fā)射時(shí)間極有講究。專(zhuān)家介紹,此次發(fā)射天舟一號飛船,是“零窗口”發(fā)射,所以難度非常高,面臨著(zhù)極大挑戰。那么,什么是“零窗口”發(fā)射呢?

  新能力 首次挑戰“零窗口”

  發(fā)射窗口是指運載火箭攜帶著(zhù)航天器發(fā)射升空比較合適的一個(gè)時(shí)間范圍,有的以小時(shí)計算,有的以天計算,在此期間火箭都可以發(fā)射。由于此次發(fā)射天舟一號飛船要和天宮二號空間實(shí)驗室實(shí)現交會(huì )對接,對發(fā)射精度要求很高,因此,發(fā)射窗口不是一個(gè)時(shí)間范圍,而是一個(gè)確定的時(shí)間點(diǎn),一秒都不能差,這就是航天人所說(shuō)的“零窗口”,這對于火箭和發(fā)射場(chǎng)系統的可靠性提出了很高的要求。

  王小軍:因為零窗口發(fā)射,因為火箭組成是一個(gè)很復雜的系統,由大量的系統組成。另外,在射前的操作、流程也是非常復雜。在這個(gè)工作過(guò)程中間任何一個(gè)環(huán)節出了問(wèn)題,我們就在保證零窗口發(fā)射中都會(huì )存在一定的困難。

  新技能 雨中照常發(fā)射

  除了火箭本身的原因外,海南多雨的天氣也成為影響火箭準點(diǎn)起程的重要因素。設計人員在研制長(cháng)征七號之初,就為它增加了“防雨防水”這項本領(lǐng),使它成為我國第一款能在中雨條件下發(fā)射的運載火箭,保證了在惡劣天氣下也能實(shí)現零窗口發(fā)射的能力。

  除了海南文昌發(fā)射中心,中國目前投入使用的發(fā)射場(chǎng)基本都處于我國中、西部地區,干燥少雨。而由于長(cháng)征七號火箭是在海南文昌發(fā)射,這里潮濕多雨的氣候和火箭里面的低溫燃料,使得“防水”的需求首次出現在中國運載火箭的研制中。那么,怎么做才能讓火箭不怕水呢?來(lái)看看設計師們是怎樣解決這個(gè)難題的。

  長(cháng)征七號的燃料中,包括了零下183℃的液氧,在箭體中注入這種低溫燃料后,火箭就會(huì )內冷外熱,碰上海南的潮濕空氣,火箭箭體上就會(huì )凝結大量的水,就像人出汗一樣。

  航天科技集團一院 長(cháng)七火箭型號總體副主任設計師 劉立東:我們防水的主要方法其實(shí)很簡(jiǎn)單,兩種,一種是疏導,我們可能疏導冷凝水也好,雨水也好,我們可能這種方法更有效,但有些地方我們可能采用封堵,比如箭體結構上的一些鉚接的縫隙,或者我們對接的一些縫隙。

  由于火箭中使用了大量的電子元器件,一旦被水浸透,就可能出現短路損毀,所以必須從內到外,設置多道防水屏障。

  央視記者 吳杰:為了應對海南潮濕多雨的氣候,長(cháng)征七號上還采用了很多獨特的設計,比如我身邊這個(gè)是火箭的整流罩,上面有一個(gè)空調通風(fēng)口,通風(fēng)口的邊上有這樣一個(gè)凸起的結構,這就相當于給通風(fēng)口搭了一個(gè)雨棚,遇到下雨的時(shí)候,雨水就不會(huì )從這里進(jìn)到火箭內部了。

  除此之外,包括對細小部件本身的防水處理、甚至火箭內部潮濕空氣的干燥措施等等,長(cháng)征七號對“水”的防護可以說(shuō)武裝到了螺栓,甚至連看似無(wú)懈可擊的接縫,也都有專(zhuān)門(mén)的保護手段,這也使得長(cháng)征七號,成為中國第一款可以在中雨條件下正常發(fā)射的火箭。

  劉立東:這個(gè)防水膠既能耐高溫,也有非常好的彈性變形,還有非常好的操作工藝性,還有我們這個(gè)保存期啊等等方面,相當于我們火箭的特色吧,是我們專(zhuān)門(mén)針對防水措施提供的措施。

(責任編輯:王炬鵬)

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