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天津北方網訊: 6月25日晚8點,隨着一聲令下,“長征七號”運載火箭在我國新建的文昌航天發射場升空,圓滿成功。在天津總裝又從天津出發,它是我國首次嘗試通過海陸運輸至發射場的火箭,同時作爲我國新一代中型運載火箭的基本構型,它也將將成爲我國未來航天發射任務的“主力軍”,肩負着技術進步和更新換代的歷史重任。
新一代運載火箭起飛20秒噴400噸水
新一代運載火箭發射時與其他火箭不同的是:發射平臺旁的“大流量噴水降溫降噪系統”要給發射平臺噴水降溫,否則火箭發射臺內部的儀器設備很可能因高溫受影響。
火箭點火起飛時,箭體尾部噴出的火焰幾乎“直擊”發射平臺,使得發射平臺瞬間接近3000度,足以溶化絕大多數金屬和非金屬材料,即便火箭發射平臺由特殊材料製成,表面有防熱塗層,也很難承受如此高的溫度。
比起西昌、酒泉等衛星發射中心的發射平臺,新一代運載火箭的發射平臺在功能上更強大。它在綜合發射系統主要功能基礎上,將火箭總控網、控制系統、測試系統部分設備集於一身,如溫度太高,發射平臺將可能遭到損壞,進而影響火箭發射安全性。
國際上先進的降溫方法是噴水降溫,這一方法也將出現在新一代運載火箭發射中。航天科技集團一院15所“大流量噴水降溫降噪系統”技術負責人陳勁鬆介紹:“噴水系統分兩級,一級位於發射平臺上,在火箭發動機點火前給發射平臺噴一層5釐米厚水膜,二級位於發射平臺兩旁5米高空,在火箭飛達5米高以後向箭體尾部火焰中心噴水,兩級噴水設施各噴20餘秒,完成400噸的噴水量”。
有意思的是,新一代運載火箭的發射塔,爲此要“頂”一個能容納600噸水的水箱,裝好自來水備用。陳勁鬆介紹:“400噸水中,有30%的水會汽化到大氣中,60%的水則通過導流槽流走,水份蒸發帶走大量的熱,發射平臺核心區降溫幅度在1000度左右”。此外,該系統還有良好的降低噪音效果。
“長七”火箭是坐海上“沙發”去的發射場
“真沒想到,‘長七’火箭合練箭從天津港運抵文昌清瀾港的過載環境數據不僅優於我們的設計值,而且僅爲鐵路運輸過載環境數據的三分之一、公路運輸的二分之一。”航天科技集團一院長征七號運載火箭總體設計人員王旭介紹說,“過載數據值越低,火箭的運輸環境就越平穩,對火箭結構的影響就越小,這有利於火箭安全抵達目的地。”
王旭說:“海運是目前火箭運輸方式中,最理想的選擇。”他形象地說:“火箭走公路、鐵路,就像坐‘硬板牀’,乘船走海運,就好似坐‘沙發’。”
運輸方式是否平穩,有一個重要的考量項目——過載環境。王旭解釋說:“過載環境,簡單地理解就像我們開車時,遇到的加速行駛、緊急剎車等情況。對於海運,過載環境主要表現爲低頻晃動。過載環境差會危害火箭的結構。”
“長七”火箭合練箭作爲海運中“第一個吃螃蟹”的火箭,型號隊伍在它的芯一級、芯二級、助推器、整流罩上,及它乘坐的船上、裝載的集裝箱上,布了30個測點,詳細記錄了起航、拋錨、起錨、靠港,以及多種海況下的過載環境數據和振動環境數據。
“長七”火箭實現“全三維”總裝
長征七號運載火箭實現了“全三維”總裝,以直觀的三維模型取代了二維圖紙,既能減少重複勞動,又能進一步提升產品質量和效率。
中國航天科技集團一院首都航天機械公司總裝事業部型號調度尚曉菁說:“原來用二維圖紙,我們只能知道這個導管的大概位置,並且從圖紙上看不出導管的形狀。現在,通過“三維模型”,工人師傅可以清楚地看到導管的準確位置和走向,即使是沒有安裝過的人,也可以提前瞭解裝完應該是什麼樣的。”
總體裝配工趙元辰指着模型上一處說,這3根管路都是“小導管”,它們形狀類似,只是長度有區別,但它們在圖紙上都是用一樣的直線表示的。他最大的感受是,“三維模型”不存在二維圖紙上表述不明瞭的問題,節省了溝通和確認的時間。
不僅如此,“三維模型”還可以避免“漏項”。這是因爲二維圖紙的出圖週期比較長,如果型號產品的技術狀態發生了改變,會以更改單的形式下發到車間。一旦更改多了或者更改信息沒能及時傳達,很可能就會出現“漏項”。遇到這種情況,工人師傅們要返工不說,還會影響整個型號產品的進度。“三維模型”則可以及時更改,最大限度地降低了“漏項”的可能性。
尚曉菁說:“‘三維模型’是聯繫設計與製造環節的重要紐帶。‘全三維’下廠,提高了設計人員與製造人員之間信息傳遞的準確性,減少了重複勞動,不僅有利於提高效率,也能提升產品的質量。”(前沿新聞記者李澤亞)