新一代载人火箭呼之欲出,科技亮点抢先看!( 二 )


该火箭将充分继承长征五号、长征七号等新一代运载火箭成熟的发动机技术和高可靠飞行控制技术;同时采用新型逃逸系统设计技术 , 简化逃逸模式 , 提高了航天员的安全性 。采用多台发动机并联 , 千吨级捆绑载荷传递和箭体结构设计一体化等方法 , 并采用大量新材料、新工艺 , 使火箭运载效率有较大提高 。
新一代载人火箭呼之欲出,科技亮点抢先看!
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图源:网络
火箭院于2020年研制出中国首个“3.35米铝锂合金箱底” 。该箱底为整体成形 , 一条焊缝都没有 , 而且材料实现升级换代 , 标志着中国运载火箭贮箱制造技术取得重大突破 , 为中国重型运载火箭、新一代载人火箭等的研制提供重要技术支撑 。在中国现役火箭上 , 每一个火箭的燃料贮箱都有两个箱底 。每个箱底 , 看上去就像半个西瓜 , 传统工艺是由8个瓜瓣儿、1个顶盖和1个过渡环“拼焊”而成 , 每个箱底上一共有10条主焊缝 。一枚火箭上通常有26个箱底 , 约有260道焊缝 , 总长度将近一千米 。焊缝破坏了材料的连续性 , 是整个箱底最薄弱的环节 。焊接中容易产生气孔、变形、裂纹等缺陷 , 影响箱底可靠性和合格率 。取消焊缝后 , 火箭能够减重60公斤 。“3.35米铝锂合金箱底”采用整体旋压成形工艺 , 就是一块板材在一个数控程序内、通过一个模具、历经一次装卡 , 一步成形、整体成形 。整体旋压成形 , 制造工序少、周期短 , 而且可靠性高 , 整个箱底上没有一道焊缝 。原来一个箱底的生产周期要两三个月 , 现在15天到20天就能完成 。
目前 , 我国运载火箭最大地月转移轨道运载能力约8吨 , 要实现从无人到有人的重大跨越 , 就必须研制能力大、高安全可靠的新一代载人火箭 。为此 , 工程总体组织开展了技术论证 , 提出了新一代载人火箭研制要求 , 用于发射新一代载人飞船 , 与重型火箭共同完成长远发展任务 。
航天界常说:“运载火箭的能力有多大 , 航天的舞台就有多大 。”新一代载人运载火箭通过优化组合将我国火箭近地轨道运载能力由25吨提升到70吨以上 , 地月转移轨道运载能力满足25吨级载人飞船要求 , 最大程度发挥了我国现有火箭研制能力体系 , 大幅提升了我国进出空间的能力 。
新一代载人火箭全面应用了我国运载火箭发展的最新技术 , 具有“高效率、高可靠、高安全、新材料、新结构、新模式”的显著特点 , 运载效率提高10%-30% , 全面实现无人操作、无人加注 。目前已经完成了新型泵后摆高压补燃发动机、固体可调推力姿控发动机、新型无毒姿控发动机的点火试车 。
后续 , 新一代载人运载火箭还将用于未来载人月球探测工程中环月、绕月、登月等演示验证及飞行任务 , 快速推动我国运载火箭技术和进出空间能力的重大提升和跨越 。未来还可以和重型运载火箭长征九号组合使用建立月球基地 , 实现月球可持续开发利用 , 全面建设航天强国 。
作者:钱航博士 (航天科普专家、航天设计师)
审稿:庞之浩(中国空间技术研究院研究员、全国空间探测技术首席科学传播专家)
本文来自科普中国
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【新一代载人火箭呼之欲出,科技亮点抢先看!】来源:知识就是力量杂志