想打就打!長征七號(hào)火箭第三次將天舟貨運(yùn)飛船送入太空
5月10日凌晨,搭載天舟四號(hào)貨運(yùn)飛船的長征七號(hào)遙五運(yùn)載火箭,在我國文昌航天發(fā)射場(chǎng)點(diǎn)火發(fā)射,取得圓滿成功。這是空間站在軌建造以來,由中國航天科技集團(tuán)有限公司所屬中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院(以下簡稱“火箭院”)抓總研制的長征七號(hào)火箭第三次將天舟貨運(yùn)飛船送入太空。
兵馬未動(dòng) 糧草先行
要把載有大批物資的貨運(yùn)飛船按時(shí)送入太空,就必須有運(yùn)力足、“力氣”大、可靠性高的運(yùn)載火箭。
長七火箭是個(gè)“鋼筋鐵骨”的大個(gè)子,體重幾百噸,這個(gè)大家伙體重的90%甚至更多都是燃料。火箭的總體重為500余噸,箭體外殼、電纜、儀器等重量加在一起只有50余噸,其余都是液氧煤油推進(jìn)劑的重量。
火箭是衛(wèi)星等載荷通往太空的“專車”,對(duì)于這輛“專車”來說,車本身的自重越小越好,能提供動(dòng)力的燃料越多越好。因?yàn)檫@樣,就可以把盡可能多的“運(yùn)量”留給“乘客”。
火箭院總體部火箭設(shè)計(jì)專家徐利杰說:“燃料在火箭整個(gè)體重中比重越大,火箭的結(jié)構(gòu)效率越高,說明設(shè)計(jì)越合理。”他說,在設(shè)計(jì)中,他們把火箭的外殼、電纜、儀器等重量稱為“死重”,要把這些部件盡可能設(shè)計(jì)得簡潔、功能強(qiáng)大,以減輕重量。
論“力氣”,長七火箭近地軌道運(yùn)載能力達(dá)到13.5噸,比采用傳統(tǒng)燃料的運(yùn)載火箭多出一半以上。其中,芯一級(jí)和助推器上的6臺(tái)液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)可提供超過700噸的起飛推力。
而且,長七火箭的設(shè)計(jì)可靠性達(dá)到0.98,國內(nèi)領(lǐng)先。它不僅能在8級(jí)大風(fēng)中轉(zhuǎn)場(chǎng),還能在中雨里發(fā)射,不管“風(fēng)吹雨打”,都能送載荷精準(zhǔn)入軌。送貨運(yùn)飛船的火箭“靠譜”,既能保證航天員不會(huì)因“餓肚子”而提前返回,又能保證空間站不會(huì)因缺燃料而偏離軌道。
全天候“想打就打”
長征七號(hào)火箭具備全天候發(fā)射能力,形象地說就是“想打就打”。
火箭院總體部火箭設(shè)計(jì)專家朱平平介紹,以“長五”“長七”為代表的新一代運(yùn)載火箭,加注的推進(jìn)劑分別是液氫、液氧和液氧、煤油,都是低溫燃料,其中液氫的溫度達(dá)-253℃,液氧的溫度達(dá)-183℃。液氫液氧燃燒后產(chǎn)生的是水,無毒無污染,且大大提高了火箭的運(yùn)載能力。但目前加注后停放最長時(shí)間為24小時(shí)。
為何低溫燃料加注后僅能停放24小時(shí)呢?長七火箭動(dòng)力系統(tǒng)總指揮鄧新宇告訴記者,低溫燃料不僅溫度極低,且易燃易爆易蒸發(fā),停放中的火箭就像“炸彈”。
低溫燃料加注后,試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的發(fā)射塔就像是個(gè)“大冷庫”,貯箱隔板外全是厚厚的霜,試驗(yàn)隊(duì)員每次去檢查,都凍得瑟瑟發(fā)抖,頭發(fā)和眉毛上都會(huì)結(jié)一層厚厚的霜。
據(jù)了解,長征七號(hào)火箭在研制之初,就把燃料加注后停放24小時(shí)作為一項(xiàng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)納入了型號(hào)研制過程,也因此具備了“想打就打”的發(fā)射能力。
搭建“天地運(yùn)輸走廊”
長征七號(hào)火箭是為了滿足中國空間站工程發(fā)射貨運(yùn)飛船而研制的新一代中型運(yùn)載火箭。貨運(yùn)飛船作為向空間站及空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)室運(yùn)送貨物和推進(jìn)劑等物資的使者,被親切地稱為太空中的“專屬列車”。
2021年,長征七號(hào)火箭分別將天舟二號(hào)、天舟三號(hào)貨運(yùn)飛船送入太空,圓滿完成了空間站建造階段的補(bǔ)給任務(wù)。此次搭載天舟四號(hào)再入太空,是今年載人航天工程的首次發(fā)射任務(wù),也是空間站全面建成的首飛任務(wù),意義重大。
長七火箭作為新一代運(yùn)載火箭的中型火箭,不僅可以滿足為我國載人空間站搭建“天地運(yùn)輸走廊”的任務(wù)需求,未來它還將承擔(dān)中國航天多種類型的發(fā)射任務(wù)。長征七號(hào)是我國未來航天發(fā)射任務(wù)的“主力軍”,未來將成為在役主力火箭的“接班人”,肩負(fù)著長征火箭技術(shù)進(jìn)步和更新?lián)Q代的歷史重任。