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军事广角
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本版面文章
· 我国将建成水平先进的国家太空实验室
· 长五B火箭在广袤宇宙中穿针引线
· 三舱“T”字构型令太空家园更舒适高效

长五B火箭在广袤宇宙中穿针引线

( 2022-11-02 ) 稿件来源: 法治日报军事广角
  □ 本报记者 廉颖婷
  
  长征五号B遥四运载火箭(以下简称“长五B火箭”),是空间站舱段的“专属座驾”,由中国航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院(以下简称火箭院)研制。火箭总长约54米,起飞重量约850吨,起飞推力约1078吨,近地轨道运载能力达到25吨级。
  由于梦天实验舱与天和核心舱要通过交会对接在轨进行组装,所以要求火箭以更高的发射和飞行可靠性实现准点发射、准确入轨,将梦天实验舱准确送入与天和核心舱共面、共轨的转移轨道。
  据长五火箭副总设计师黄兵介绍,为满足空间站大舱段发射任务要求,长五B火箭突破了多项关键技术,其中包括20.5米国内最大整流罩分离技术、4.1米大直径舱箭连接分离技术、大推力直接入轨偏差精确控制技术等,并将发射窗口由“零窗口”拓展为±2.5分钟的“窄窗口”。设计团队开展了适应发射要求的射前流程优化改进,可以有充足的时间来应对可能出现的问题。
  我国空间站的三个舱段重量均超过22吨,其中梦天实验舱是我国迄今为止重量最大的载荷,约为23.3吨。因此,长五B火箭是发射空间站舱段的最佳选择。
  那么,长五B火箭的大力气是怎么来的?
  火箭充分发掘了液氧煤油发动机大推力、氢氧发动机高比冲的优势,8台120吨级的液氧煤油发动机,里面最高压强有500个大气压,可以把黄浦江的水直接抽到5000米高的青藏高原,起飞推力能达到1000吨以上。而一级火箭配置的两台氢氧发动机,因其比冲高的特点,使火箭能够以较少燃料获得较大推力。
  然而,要将梦天实验舱准时送到指定的轨道位置上,还需要为它设计一条飞行弹道。“火箭弹道设计,就是火箭有一种运动最优路径,能把有效载荷送到预想的那条轨道上去。作为一条最理想的飞行路线,燃料消耗最少,入轨精度最高。”火箭院总体部火箭弹道设计组组长刘银说。
  想要完美实现这条理想弹道存在大量难题。交会对接任务就像移动打靶,太空里的轨道位置已经确定,但是地球在不停自转,火箭的位置也在不停发生变化,难度好比在广袤宇宙中穿针引线,在方寸毫厘间精益求精。
  经过严密计算,只有在某一时刻发射升空,火箭才能按照这条最优路径飞行,实现高精度的移动打靶。这就意味着发射前的准备必须分毫不差,难度可想而知。
  点火后,火箭依靠更先进的制导技术不断调整弹道,直奔空间站。“就好比投出去的篮球能根据球场风速、气流和温度等的变化,不断修正自己的前进轨迹,直奔篮筐而去。”科普专家钱航说,长五B火箭创新运用姿态控制增益优化和复合制导方法,从而提高了姿态控制精度。

   
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