一级长五B,我国首个一级半构型火箭,到底强在哪?
今天(5月5日)18时00分,长征五号B运载火箭在我国文昌航天发射场首飞成功,揭开了我国载人航天空间站建设的大幕 。长征五号B火箭,是我国首个一级半构型火箭 。那么,什么是火箭构型?长五B火箭一级半构型具体“强”在哪?
知识背景火箭都有哪些构型?
一般来说,火箭分单级火箭和多级火箭两类;
其中多级火箭又分串联式、并联式、混合式三种联结方式 。
单级火箭一步到位所谓单级火箭,是只靠一级发动机点火就直接将载荷送到预定位置,一步到位 。目前我国长征火箭中还没有纯粹意义上的一级火箭 。本次首飞成功的长征五号B火箭,在一级上捆绑了四个助推器,我们一般把助推器算作半级,所以,长五B火箭算“一级半”火箭 。
多级火箭步步接力多级火箭最大的特点是有良好加速性能,火箭点火后,最下面一级的燃料开始燃烧,燃料燃烧完后,发动机关机,发动机和储存燃料的箱体就会从箭体上分离,从而使火箭“轻装前行” 。目前,我国火箭多采用多级形式,比如,长征二号F运载火箭和长征七号火箭都是二级半构型火箭 。
知识点火箭级数越多越好?
NO 。级数多了,控制起来就会更复杂 。所以,多级火箭一般不超过四级 。我国现役火箭,级数最多的是长征十一号固体运载火箭,有四级 。
知识点多级火箭的联结方式
串联:多级火箭好像竹竿一样串在一起,串联火箭空气阻力往往会较小 。
并联:多级火箭并排捆绑在一起,这在助推器中较为常见 。
混合式:既有串联、又有并联 。长征五号火箭就是采用四个助推器和一子级并联捆绑,一子级又和二子级串联的方式 。
实际上,真正设计一款火箭的构型的时候,需要考虑的因素是非常多的,对火箭的运载能力、结构强度、材料选择、速度控制等都需要极为精确的计算和试验 。
长五B丰富和完善我国火箭构型
我国航天经过60多年发展,已经掌握了一系列技术:
从常温到低温
从串联到并联
从载物到载人
从液体到固体
从陆地到海上
等等
形成了较为完备的火箭系列,长五B一级半构型进一步丰富了我国火箭构型 。
知识背景长征系列火箭按构型分类
两级火箭:长征二号、长征二号丙、长征二号丁
两级半火箭:长征二号捆、长征二号F、长征五号、长征七号
三级火箭:长征一号、长征三号、长征三号甲、长征四号系列、长征六号
三级半火箭:长征三号乙/丙
四级火箭:长征十一号(固体)
一级半火箭:长征五号B
△我国第一型一级半构型火箭长征五号B示意图长征一号
我国于1970年4月24日发射的第一枚火箭,长征一号,就是一枚三级串联火箭,其后于1974年首飞的长征二号,1975年首飞的“金牌火箭”长征二号丙,都是多级串联的火箭 。
长征二号捆
我国第一枚并联式捆绑式火箭是1990年首飞成功的长征二号捆运载火箭,该型火箭使我国首次突破助推火箭的并联捆绑技术 。其后的长征二号F、长三乙、长三丙、长五、长七等火箭都捆绑了助推器 。
长征十一号
我国第一枚固体运载火箭则是长征十一号火箭,该火箭2015年在酒泉首飞,2019年在我国黄海海域完成了我国首次海上发射技术试验,使我国成为第三个掌握海上发射技术的国家 。
长五B火箭一级半构型有多强?
火箭级间分离时,下级发动机关机,级间分离火工品工作使两级分开,同时,为避免分开的两级发生“追尾”和“碰撞”,侧推小火箭或反推小火箭点火,使分离开的两级隔开一段安全距离,之后上级发动机再点火,上级火箭才能继续加速飞行 。这个过程控制非常复杂,因此级数越少分离次数就越少,发生故障的概率也就越低 。长五B火箭一级半直接入轨,有效减少分离次数,所以可靠性大大提升 。
两大新技术保障长五B火箭运载能力
长五B火箭是我国现役火箭中低轨运载能力最大的火箭,而空间站舱段重量和体积还要比一般的卫星大得多 。火箭级数少了,怎样保障火箭的运载能力不降低呢?这就依靠长五B火箭新的两大技术保障——大推力直接入轨技术和大直径舱箭分离技术 。
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