“长征七号”抵文昌,中国航天将迎来“海南时刻”
2016-05-15 22:35:00   来源:人民网
内容摘要
据报道:长征七号运载火箭于2016年5元14日安全运抵海南文昌清澜港,随后,将被分段运至发射场区,按计划进行发射前各项测试准备工作,计划在2016年6月下旬择机发射。这标志长七首次飞行任务进入全面实施阶段,中国航天迈进海南发射时代。

2016年5月8日,在天津大火箭基地的装配厂房内,“长征七号”遥一火箭被缓缓放入特制的海运集装箱里,它将搭乘“远望21”航天运输船,经过1800海里,抵达海南文昌航天发射中心,并于2016年6月下旬首飞,完成中国载人航天工程空间实验室阶段4次飞行任务的开局之战。

这段看似普通的历程,承载着中国航天很多的第一次:这枚“长征七号”火箭是天津大运载火箭基地总装并送出的第一枚火箭,这是长征系列火箭第一次由海路整体运往发射场,这也是海南文昌航天发射中心即将发射的第一枚运载火箭,将翻开中国航天低纬发射的新篇章。

这么多的第一次是怎么完成的?“长征七号”有哪些新特点?中国首座海上航天城——文昌现在又准备得如何?

 

“长征七号”抵文昌,中国航天将迎来“海南时刻” 科技世界网新火箭“三板斧

“长征七号”是中国载人航天工程为发射货运飞船而全新研制的运载火箭,和正在测试的“长征五号”火箭一样,是中国新一代运载火箭中的大个子(总长达53.1米),而且本事大。

“长征七号”的本事首先就体现在运载能力上。“长征七号”采用液氧煤油发动机等新技术,近地轨道运载能力由9吨提高到13.5吨,虽然比“长征五号”25吨的运载能力少了近一半,但术业有专攻,“长征五号”主要用于运载重型空间站和载人航天任务,“长征七号”则用于发射人造卫星、拉货或者载人。

中国航天科技集团公司第一研究院负责人打了个形象的比方,原有的火箭运载能力相当于“一居室”,伴随空间站、深空探测、更大规模卫星平台的需求提出,需要更大的“三居室”,甚至“小别墅”。“长征五号”“长征七号”等新型火箭将基本覆盖中国在所有轨道的应用,其中,“长征七号”未来将承担中国航天80%的发射任务。

其次,“长征七号”是一枚采用环保无毒的液氧煤油发动机的大型液体运载火箭。以前,火箭使用的发动机单台推力70吨左右,火箭运载能力仅有9吨,而且用的推进剂还有毒。“长征七号”使用新型120吨级液氧煤油发动机,推力提高了六成,火箭运载能力最大能提高3倍。此外,发动机使用的是液氧和煤油,都是无污染的环保燃料,不仅比常规推进剂便宜六成,且易于存贮和运输,发动机还能重复使用。

正因为这些优势,液氧煤油发动机被誉为世界航天动力领域的“珠穆朗玛峰”。为了研制它,从2000年正式立项,到2012年120吨级发动机研制成功,再到正在研制的500吨级大推力液氧煤油发动机取得突破性进展,中国航天科技集团公司六院的科学家先后经历过整机试车4次失败的打击,突破了高压补燃关键技术80余项,使中国成为世界上继苏联之后,第二个掌握高压补燃技术的国家。

再次,“长征七号”是中国首枚全生命周期的数字火箭。按照中国航天科技集团中国运载火箭技术研究院原党委书记梁小虹的说法,“长征七号”采用三维协同、设计、试验和制造,火箭全研制流程没有一张纸质图纸,代表了国内运载火箭最高研制水平。

例如,在研制阶段,中国航天科技集团公司一院实现了三维设计数据审签、发放和更改技术状态管理,全箭模型数据规模超过20GB。

生产加工阶段更是神奇实现了“一键式”加工。据梁小虹介绍,以前加工某零部件,首先要根据二维图纸画出工序草图、手工编制工艺规程,然后进行车、铣、镗等系列工序。现在,只需按动数控机床按钮,成品即刻完成,且合格率达100%。在航天703所的生产车间,呈现仿真视频和三维工艺流程的终端大屏幕显示器如今成了标配,让火箭生产越来越高大上。

在试验、装配阶段,“长征七号”还应用了时髦的虚拟现实技术,对火箭进行虚拟装配、虚拟试验,真实模拟火箭实际装配和试验环境,提前预见可能发生的问题,确保了火箭试验、装配一次成功。

 

“长征七号”抵文昌,中国航天将迎来“海南时刻” 科技世界网首发工作按计划进行

针对首飞任务特点,发射场从提高参试设施设备安全性、可靠性入手,开展了各项技术准备和岗位训练、设备检修检测及各岗位人员考核。目前发射场设施设备状态良好,各项准备工作正按计划有序进行。

据介绍,长征七号是中国载人航天工程为发射货运飞船而全新研制的新一代中型运载火箭,也可用于发射人造卫星等其他航天器。火箭采用了液氧煤油发动机等新技术,箭体总长53.1米,芯级直径3.35米,捆绑4个直径2.25米的助推器,起飞质量约597吨,近地轨道运载能力13.5吨。

长征七号运载火箭由中国航天科技集团公司所属中国运载火箭技术研究院抓总研制,2011年3月立项启动,现已全面完成各项研制和地面试验任务,具备进行发射飞行验证的条件。

 

“长征七号”抵文昌,中国航天将迎来“海南时刻” 科技世界网2016年6月下旬择机实施发射

长征七号首飞任务,主要目的是全面验证火箭设计的正确性和各项性能指标,同时搭载了相关科研机构研制的有效载荷,用于开展空间科学技术试验研究。火箭运抵发射场后,将陆续展开有关装配和测试工作,计划于6月下旬择机实施发射。

与酒泉、太原、西昌3个航天发射场相比,海南文昌航天发射场具有纬度低、发射效率高、射向宽、落区安全性好、海运便捷等优势,能够满足新一代无毒、无污染运载火箭和新型航天器发射任务需求,未来将主要承担货运飞船、大吨位空间站、地球同步轨道卫星、大品质极轨卫星、深空探测卫星等航天器发射任务。

“长征七号”如今正在前往海南文昌航天发射中心的路上。其大致运输线路是这样的:火箭装载进运输船后,船从天津港出发,经渤海、黄海、东海、台湾海峡、南海、琼州海峡等海域,经过5至7天时间、航行约1800海里,到达海南省清澜港西码头,再通过公路运往火箭水平转载准备厂房。

可以发现,和以往坐火车不同,“长征七号”这次走的是海路。为什么要海运?在“长征七号”火箭总体设计人员王旭看来,公路运输距离过长且颠簸;铁路运输则由于受中国铁路隧道直径的限制,超过3.5米直径的火箭就不能通过;海运则显得更为平稳、舒适。他比喻说:“火箭从公路、铁路运输,就像坐‘硬板床’;乘船从海上运输,就好似坐‘沙发’。”

“长征七号”抵文昌,中国航天将迎来“海南时刻” 科技世界网具体来说,火箭运输是否平稳,有一个重要的考量项目——过载环境。王旭表示,“过载环境就像开车时加速行驶或紧急刹车,过载环境差就会危害火箭的结构。”科学家们在首次海运过程中详细记录了起锚、起航、抛锚、靠港以及多种海况下的过载环境数据和振动环境数据,结果表明,海运的过载环境数据不仅优于设计值,而且仅为铁路运输过载环境数据的1/3、公路运输的1/2。

火箭运输是否舒适也有一个考量——振动环境。测试数据表明,在海运过程中,低于3级海况时,“长征七号”火箭表现得较为平稳;出现4级至5级海况时,箭体振动环境相对恶劣。专家表示,即使这样,这方面的数据也优于公路、铁路运输的实测数据。

值得一提的是,为了让“长征七号”出海坐得舒服,中国还专门研制了第一艘载运火箭的专用船——“远望21”。它创新设计出一整套运载火箭海上环境保障措施和火箭集装箱减摇减振手段,成功地使火箭货舱内始终维持适宜的温、湿度及盐雾度。(如需转载,请注明来源自科技世界网)