火箭设计师详解“冰墩墩”托举问天实验舱奔赴中国空间站( 二 )


为保证准时发射 , 长五B团队在生产工艺等方面进行了30余项改进,提高火箭的可靠性 , 并将各系统工作流程由“串联”调整为“并联” , 环环相扣 , 为火箭点火前预留2.5分钟的故障处理时间 。
火箭设计师详解“冰墩墩”托举问天实验舱奔赴中国空间站
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此外 , 长五B火箭和长五火箭共用的发射场 , 地面设备2013年投入使用 , 部分设备已达到使用寿命 。型号队伍对发射场地面设备进行了测试、维修、更换 , 保障发射任务顺利进行 。
本次任务进一步优化了测试流程 , 现在53天就可完成发射准备工作 , 比以往缩短了7天 , 为后续进一步提高火箭发射效率 , 应对未来高密度常态化发射奠定了基础 。
坐大“沙发”奔赴空间站
火箭设计师详解“冰墩墩”托举问天实验舱奔赴中国空间站
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问天实验舱是世界上最大规模的整流罩之一 , 也是中国空间站三舱段中最重、最大的 。为了容纳这位“乘客” , 科研团队特意为它定制了Plus版空调房 , 也就是始终保持常温干燥空调送风的超大整流罩 。
钱航说:“为保证问天舱的对接安装 , 我们也在整流罩、载荷支架、仪器舱的多余物清洁方面做了很多工作 。确保在火箭飞行和分离动作过程中 , 不产生多余物;对载荷支架与仪器舱的清洁度要求严苛 , 一旦出现多余物卡滞 , 将产生灾难性影响 。”
娄路亮说 , “冰墩墩”的整流罩上共设置了两路送风接口 , 送风空调能够满足超大空间送风要求 , 保障问天舱始终处于舒适环境 。整流罩的头锥部段选用了冯卡门锥曲线 , 头锥高度达到5米以上 , 大大降低火箭在大气飞行中的气动加热 , 保障整流罩内外温差较小 。设计人员在整流罩外侧粘接具备优良的隔热效果的软木 , 有效减小因气动加热引起的罩内温度升高 , 避免问天舱在穿越大气层时遭受炙烤 。
7月24日发射时 , 舱箭分离后 , 细心的小伙伴们可能会发现 , 在“乘客”的尾部 , 有两条圆形的框架 , 就好像实验舱坐在什么东西上 。
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这是火箭院设计人员为载人航天工程空间站建造任务特地设计的一个大“沙发” , “乘客”和火箭分离时更舒适、安全 。
【火箭设计师详解“冰墩墩”托举问天实验舱奔赴中国空间站】火箭院产品化副主任设计师孙璟介绍 , 像空间站舱段这类“乘客”具有大、高、重等特点 , 包带无法固定住这种庞然大物 。为了让空间站舱段能够安全“下车” , 研制团队经过近10年的努力 , 研制了一项新的舱箭分离装置 , 既能“绑”得住大直径的空间站舱段 , 又能快速、可靠、无污染分离 。
新型分离装置对分离面的瞬间冲击高达30000G!这相当于重量1吨的汽车以每小时100千米的速度撞向墙面时所产生的冲击力 , 足以让车和墙瞬间都粉身碎骨 。
孙璟说 , 空间站舱段有许多陶瓷、光学器件 , 对冲击的感受尤为敏感 , 就像婴儿一样娇嫩 。这种量级的冲击 , 会让“乘客”乘坐得“不舒服” , 还有可能损坏较脆的零部件 。
为确保安全分离 , 研制团队另辟蹊径 , 在不改变舱箭连接形式的同时 , 为空间站舱段设计了一款圆形“座椅” , 并且敲定了“座椅”摆放的最优位置 。该“座椅”由两条圆形隔冲框组成 , 内部引入了“颗粒阻尼”等新技术 , 让分离冲击在颗粒体的摩擦和碰撞中 , 迅速地耗散动能 , 把冲击降低了10倍左右 , 做到了国际最优 , 使“乘客”在进入太空的途中、舱箭分离的时刻 , 都感觉像坐在“沙发”上一样舒适!