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天津北方网讯: 6月25日晚8点,随着一声令下,“长征七号”运载火箭在我国新建的文昌航天发射场升空,圆满成功。在天津总装又从天津出发,它是我国首次尝试通过海陆运输至发射场的火箭,同时作为我国新一代中型运载火箭的基本构型,它也将将成为我国未来航天发射任务的“主力军”,肩负着技术进步和更新换代的历史重任。
新一代运载火箭起飞20秒喷400吨水
新一代运载火箭发射时与其他火箭不同的是:发射平台旁的“大流量喷水降温降噪系统”要给发射平台喷水降温,否则火箭发射台内部的仪器设备很可能因高温受影响。
火箭点火起飞时,箭体尾部喷出的火焰几乎“直击”发射平台,使得发射平台瞬间接近3000度,足以溶化绝大多数金属和非金属材料,即便火箭发射平台由特殊材料制成,表面有防热涂层,也很难承受如此高的温度。
比起西昌、酒泉等卫星发射中心的发射平台,新一代运载火箭的发射平台在功能上更强大。它在综合发射系统主要功能基础上,将火箭总控网、控制系统、测试系统部分设备集于一身,如温度太高,发射平台将可能遭到损坏,进而影响火箭发射安全性。
国际上先进的降温方法是喷水降温,这一方法也将出现在新一代运载火箭发射中。航天科技集团一院15所“大流量喷水降温降噪系统”技术负责人陈劲松介绍:“喷水系统分两级,一级位于发射平台上,在火箭发动机点火前给发射平台喷一层5厘米厚水膜,二级位于发射平台两旁5米高空,在火箭飞达5米高以后向箭体尾部火焰中心喷水,两级喷水设施各喷20余秒,完成400吨的喷水量”。
有意思的是,新一代运载火箭的发射塔,为此要“顶”一个能容纳600吨水的水箱,装好自来水备用。陈劲松介绍:“400吨水中,有30%的水会汽化到大气中,60%的水则通过导流槽流走,水份蒸发带走大量的热,发射平台核心区降温幅度在1000度左右”。此外,该系统还有良好的降低噪音效果。
“长七”火箭是坐海上“沙发”去的发射场
“真没想到,‘长七’火箭合练箭从天津港运抵文昌清澜港的过载环境数据不仅优于我们的设计值,而且仅为铁路运输过载环境数据的三分之一、公路运输的二分之一。”航天科技集团一院长征七号运载火箭总体设计人员王旭介绍说,“过载数据值越低,火箭的运输环境就越平稳,对火箭结构的影响就越小,这有利于火箭安全抵达目的地。”
王旭说:“海运是目前火箭运输方式中,最理想的选择。”他形象地说:“火箭走公路、铁路,就像坐‘硬板床’,乘船走海运,就好似坐‘沙发’。”
运输方式是否平稳,有一个重要的考量项目——过载环境。王旭解释说:“过载环境,简单地理解就像我们开车时,遇到的加速行驶、紧急刹车等情况。对于海运,过载环境主要表现为低频晃动。过载环境差会危害火箭的结构。”
“长七”火箭合练箭作为海运中“第一个吃螃蟹”的火箭,型号队伍在它的芯一级、芯二级、助推器、整流罩上,及它乘坐的船上、装载的集装箱上,布了30个测点,详细记录了起航、抛锚、起锚、靠港,以及多种海况下的过载环境数据和振动环境数据。
“长七”火箭实现“全三维”总装
长征七号运载火箭实现了“全三维”总装,以直观的三维模型取代了二维图纸,既能减少重复劳动,又能进一步提升产品质量和效率。
中国航天科技集团一院首都航天机械公司总装事业部型号调度尚晓菁说:“原来用二维图纸,我们只能知道这个导管的大概位置,并且从图纸上看不出导管的形状。现在,通过“三维模型”,工人师傅可以清楚地看到导管的准确位置和走向,即使是没有安装过的人,也可以提前了解装完应该是什么样的。”
总体装配工赵元辰指着模型上一处说,这3根管路都是“小导管”,它们形状类似,只是长度有区别,但它们在图纸上都是用一样的直线表示的。他最大的感受是,“三维模型”不存在二维图纸上表述不明了的问题,节省了沟通和确认的时间。
不仅如此,“三维模型”还可以避免“漏项”。这是因为二维图纸的出图周期比较长,如果型号产品的技术状态发生了改变,会以更改单的形式下发到车间。一旦更改多了或者更改信息没能及时传达,很可能就会出现“漏项”。遇到这种情况,工人师傅们要返工不说,还会影响整个型号产品的进度。“三维模型”则可以及时更改,最大限度地降低了“漏项”的可能性。
尚晓菁说:“‘三维模型’是联系设计与制造环节的重要纽带。‘全三维’下厂,提高了设计人员与制造人员之间信息传递的准确性,减少了重复劳动,不仅有利于提高效率,也能提升产品的质量。”(前沿新闻记者李泽亚)