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长征五号■刚首飞成功的长五B有哪些"黑科技"?十组问题了解它( 二 )


长征五号B与长征五号相比 ， “脑袋”变“大”了 ， 长征五号运载火箭的整流罩长度大约12.3米 ， 而长征五号B火箭的整流罩长度达到了20.5米 ， 是我国现役运载火箭采用的尺寸规模最大的整流罩 ， 是为了发射载人航天工程空间站核心舱和实验舱而专门设计的 ， 可以说是“私人订制” 。 整流罩由端头、冯卡门锥段、组合前柱段、后柱段和转接框组成 ， 整流罩的可靠分离成为摆在研制人员面前的一关 。 研制人员开展了分多次仿真分析、分离试验 ， 采用弹性整流罩分离仿真技术、大型整流罩地面分离试验技术 ， 解决了这个难题 。 另外 ， 整流罩部位的气动加热作用也更明显 ， 特别是安装在整流罩附近的火工品所处的环境也更热了 ， 对火工品提出新的考验 ， 为此专门开展了相关分析研究和试验工作 。
5、相比于现役其他型号火箭 ， 长五B有哪些“黑科技”？
超长整流罩研制 。 长征五号B火箭整流罩采用流线型的冯×卡门曲线外形 ， 可以更好的减小空气阻力 ， 减轻载荷影响 。 作为我国长度最长、重量最重的整流罩 ， 另一个技术难点在于如何做到安全可靠的分离 。 经过多方案比较 ， 最终确定了采用旋转式分离方案 ， 通过大量的仿真分析、预示 ， 对整流罩分离方案进行评估 ， 并多次开展了整流罩分离试验 ， 有效验证了设计正确性和各系统接口协调性 。
低温火箭“零窗口”发射技术 。 作为未来发射空间站核心舱和实验舱的火箭 ， 空间站交会对接任务对长征五号B提出了“零窗口”发射的需求 ， 发射时间精度误差要控制在1秒以内 。 为了做到“零窗口”发射 ， 火箭各系统要确保在点火前一段时间就完成各项准备 ， 以准备好的状态等待点火 。 由于低温推进剂加注后会不停的“蒸发”消耗 ， 因此 ， 发射准备好的状态并不是越早越好 ， 而是要严格按照时间要求精准的完成 。 研制团队从系统发射可靠性提升和发射流程优化两个方面开展了工作 。 通过开展可靠性试验和分析工作 ， 实现了关键系统可靠性提升；通过射前流程优化 ， 进一步提高了各系统对于“零窗口”发射的适应性 。
大直径舱箭分离技术 。 长征五号B火箭研制团队围绕降低和改善冲击环境开展了专题攻关 ， 对多种降冲击方案进行比较和试验后 ， 采用了“隔冲框＋阻尼盒”的降冲击方案 ， 并应用了“颗粒阻尼技术” 。 “颗粒阻尼技术”是一种新型振动被动控制技术 ， 通过颗粒体和阻尼器构成一个耦合、封闭的非线性系统 ， 依靠摩擦和非弹性碰撞 ， 迅速地耗散动能 ， 实现减振降噪的效果 。 经过试验验证 ， 舱箭分离界面的分离得到有效改善 ， 空间站舱段可以在“下车”过程中感受到火箭的“温柔” 。
大推力直接入轨技术 。 为了确保精准、安全入轨 ， 研制团队从入轨姿态控制、入轨精度控制、分离安全控制三个方面开展了攻关工作 。 通过采用姿态控制增益优化方法 ， 提高了姿态控制精度；通过采用多方法联合的复合制导方案 ， 有效降低了制导误差对精度造成的影响 。 同时 ， 为了提高舱箭分离后的安全裕度 ， 增加了2枚反推火箭 ， 确保舱箭分离后 ， 火箭一级箭体可以避开空间站舱段的轨道面 。 经过仿真分析、系统综合实验、半实物仿真试验等考核评估 ， 大推力直接入轨精度控制和分离安全控制技术的有效性得到了验证 。
6、长五系列火箭为何要型谱化发展？
长征五号系列火箭从设计之初 ， 就按照“通用化、系列化、组合化”的设计思想开展设计 。 其发展思路可以概括为“一个系列、两种发动机、三个模块” ， 即首先研制5米直径基本型火箭 ， 全面突破两种液氧煤油和氢氧发动机、三个模块及相关关键技术 ， 形成研制5米直径系列火箭的能力 ， 在近地轨道和地球同步转移轨道最大运载能力上与国际主流火箭接轨 ， 进而带动我国其他新一代运载火箭发展 ， 构筑新一代无毒、无污染运载火箭系列型谱 ， 实现我国运载火箭的全面升级换代 ， 并为下一步发展重型运载火箭奠定坚实的技术基础 。


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