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揭秘长征七号改火箭:更苗条的“高轨新兵”

时间:2021-03-17 08:10 作者:网站大全 来源:https://www.63503.com/ 阅读:152 次

中青报·中青网记者 邱晨辉 来源:中国青年报 ( 2021年03月16日 12 版)

垂直转运中的长征七号改火箭。中国航天科技集团一院供图 吴桐小雨/摄

3月12日1时51分,由中国航天科技集团所属中国运载火箭技术研究院抓总研制的长征七号改遥二运载火箭成功发射。这是继长征七号运载火箭之后,长征七号系列火箭的一个新成员。

那么,长征七号改(又名长征七号A)与此前发射的长征七号有什么区别?外形苗条纤细的它,具备什么实力?在火箭家族中,它是什么“担当”?记者就此采访了长征七号改火箭总设计师范瑞祥。

“高轨新兵”VS“货运专列”

范瑞祥说,长征七号改是为了满足高轨道发射能力而研制的一型火箭。所谓“高轨道”通常指的是近地点200公里、远地点3.6万公里的地球同步转移轨道。北斗导航卫星、通信卫星都是这个轨道上的“常客”。目前我国除了长征七号改运载火箭外,长征三号甲系列和长征五号运载火箭都具备高轨发射能力。

相比之下,长征七号运载火箭则是为载人航天工程发射货运飞船而研制的一型火箭。长征七号运载火箭发射轨道是近地点200公里、远地点400公里的近地轨道。神舟飞船、“天宫”实验室和我国未来的空间站都在这个轨道上工作。和长征七号火箭一样,我国的长征二号F运载火箭、长征五号B运载火箭也都具备近地轨道的发射能力,而且也都是支撑我国载人航天工程建设而研制的火箭。

范瑞祥说,长征七号运载火箭是我国新一代运载火箭里中型运载火箭的代表,于2016年完成首飞。尤其是在2017年4月20日,长征七号遥二运载火箭成功发射了我国第一艘货运飞船,所以长征七号也有载人空间站“货运专列”的称号。

其实,长征七号改和长征七号最大的不同就是发射的载荷功能不同、轨道不同。一个是填补运载能力空白的“高轨新兵”,一个是我国载人空间站的“货运专列”。

三级半“更苗条”

乍一看,长征七号改与长征七号在外形上没有什么不一样,都是外表清秀的“大个子”,但是仔细一对比,长七改比长征七号的确“高”了不少。长征七号改全长60.1米,而长征七号53.1米。

范瑞祥说,长征七号是一型“两级半”构型的火箭,而长征七号改是一型“三级半”构型的火箭,多出了一个第三级。多出的“芯三级”模块,主要是为了给长征七号改火箭提供能够往更高轨道飞行的动力。这也是长七改作为“高轨专列”的重要原因之一。

在外形上,长征七号改和长征七号还有一个不同就是整流罩柱段的高度。长征七号改火箭的整流罩柱段高度为5.5米,长征七号火箭的整流罩柱段高度为8米。个头高的反而头部矮了一点,这里的原因主要是,由于火箭的有效载荷由货运飞船变为了卫星,为了更好的适应未来高轨卫星的发射任务,整流罩相应也作出了调整。

虽然构型不一样,外形也有一些差别,但是这“哥俩儿”在外观上也还有很多相同的地方。比如,他们的芯一级、芯二级都是3.35米直径,助推器也都是2.25米直径,所以在外观上,确实有很多相似的地方。

助推器“不分离”

据范瑞祥介绍,火箭通过燃烧燃料释放推力来飞行,这些燃料储存在助推器和芯级的储箱中,火箭点火升空后,燃料不断燃烧减少,燃料燃烧完后,就需要按控制程序,使没有燃料的助推器、芯级从箭体上分离,从而使火箭“轻装前行”。

通常,火箭的助推器主要实现助推的功能,工作时间较短,一般在火箭点火后几十秒推进剂就会燃烧完,就会与芯一级分离。不同的是,长征七号改火箭的助推器不单独分离,助推器和芯一级结合在一起,在火箭起飞后173秒左右,同芯二级分离。这样能有很多好处,助推器不单独分离,就可以少配备一套分离系统,从而降低系统整体的复杂度,提升了火箭可靠性和经济性。

一样的“创新基因”

虽然,长征七号改和长征七号这“哥俩儿”功能、外形、助推器分离方式都不太一样,但骨子里的创新基因确是一样的。

范瑞祥说,长征七号和长征七号改一样,同属长征七号系列火箭家族。长征七号火箭的研制历时8年,2016年首飞成功,仅初样研制阶段,研发人员就做了1600多项研制试验,大型地面试验达360多项。长征七号也是我国第一枚数字化火箭,也是首枚在文昌发射场发射的火箭,全部采用先进的无毒无污染液氧煤油推进剂,将我国火箭的运载能力提升了1.6倍。

“实际上,创新也是长征火箭大家族共同的‘家风’。”范瑞祥说,早在航天事业诞生之初,航天人就靠着自力更生开创了“两弹一星”历史伟业。同样通过几代航天人的大胆创新,中国航天相继取得了载人航天、月球探测、北斗工程等多项受世人瞩目的壮举。

后续,长征七号改火箭还将根据任务需求研制更大直径的整流罩构型。范瑞祥说,中国将以长征七号改火箭为基础,通过增加上面级等方案,实现零度轨道倾角卫星发射任务,执行探月、探火和小行星探测等深空探测任务,为航天强国建设提供坚实保障。

2021年03月16日 12 版

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