作者:马帅莎 董佳莹 来源:中国新闻网 发布时间:2022/7/24 15:41:19
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大暑次日迎发射“冰墩墩”长五B穿越“火线”有妙招

 

中新网海南文昌7月24日电 (马帅莎 董佳莹)“大暑前后,衣裳溻透。”大暑,是一年中天气最热、湿气最重的时节,“湿热交蒸”在此时达到顶点。大暑次日,中国文昌航天发射场迎来长征五号B遥三运载火箭(简称“长五B火箭”)2022年首飞任务,成功发射问天实验舱。

据了解,长五B火箭“腰身”粗、“个头”大,“肚子”里满满的“深低温”液氧液氢燃料占火箭体重的90%以上,堪称火箭家族中的“冰墩墩”。大暑时节,在低纬高温之地发射,“冰墩墩”长五B如何穿越层层“火线”?

身披“隔热汗衫”

“冰墩墩”长五B火箭身体里的液氧温度达到零下183摄氏度,液氢温度可达零下253摄氏度,接近零下273.15摄氏度的绝对零度。在炎炎烈日下,“冰墩墩”长五B火箭“挥汗如雨”,低温推进剂加注后,箭体表面温度低,就会出现结露现象,冷凝水顺着箭体流下,对箭体结构的防水提出了较大挑战。

周身冰冷的长五B火箭在完成加注后需防止贮箱内部温度过高,因此科研人员采用隔热材料和工艺,在外层设置了绝热层,火箭就像披上了一身“隔热汗衫”,保持箭体在内外温差较大的情况下维持低温环境,不但能够有效减小贮箱内部温度升高,也可以有效缓解箭体外部冷凝水的产生。

中国航天科技集团一院结构系统指挥王乾解释了“隔热汗衫”的工作原理:“一方面,团队通过在整流罩内部设计排水罩和倒水孔,将舱内可能产生的水往外疏导;另一方面,在箭体的关键设备、电缆均采取防水措施,同时箭体部段间的对接面同样利用涂胶等手段进行封堵,防止外部水汽进入箭体内部。”

全程冷链运输

在执行发射任务前,约20层楼高、几百吨重的长五B火箭要从总装厂房转移到发射塔架,整个过程需要两三个小时才能完成。为了避免“冰墩墩”被“热化了”,设计人员为这个“巨无霸”设置了全程冷链运输。

“大暑前后迎发射,又是在中午,如果不能保障全程冷链运输,金属发生热胀冷缩就会影响煤油贮箱的容量。”中国航天科技集团一院长五B火箭副总设计师娄路亮说。

全程冷链运输是指在星罩组合体转运和火箭转运至发射区过程中,均有空调向罩内输送常温干燥空气,保障问天实验舱的舒适度。其中,星罩组合体转运主要使用转运车搭载的吹风设备,火箭转运至发射区过程主要使用活动发射平台上的空调。等火箭到达发射区后,整流罩部分通过空调口进行空调送风,各壳段通过舱口进行空调送风。

Plus版空调房

问天实验舱舱体总长17.9米,直径4.2米,发射重量约23吨,相关指标比天和核心舱还要高,可谓更“强”更“壮”。为了容纳这位“乘客”,科研团队为其订制了Plus版空调房,一个始终保持常温干燥空调送风的超大整流罩。另外,团队通过仪器电缆位置的调整,实现了整流罩内的空间优化,使问天舱的“乘客”更加舒适。

“乘客是第一位的,除了大空间,我们还要尽量保障它的温湿度条件。”娄路亮说,“冰墩墩”长五B火箭的整流罩上共设置了两路送风接口,送风空调能够满足超大空间送风要求,保障问天舱始终处于舒适环境。

此外,整流罩的头锥部段选用了冯•卡门锥曲线,头锥高度达到5米以上,能够大大降低火箭在大气飞行中的气动加热,保障整流罩内外温差较小。同时,设计人员在整流罩外侧粘接可以隔热的软木,能有效减小因气动加热引起的罩内温度升高,避免问天舱在穿越大气层时被炙烤。(完)

 
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