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长征七号(CZ-7)运载火箭合练箭


        “喷水系统分两级。一级位于发射平台上,在火箭发动机点火前向发射平台喷洒一层5厘米厚的水层;二级位于发射平台两旁5米高的空中,当火箭飞达5米高以后向箭体尾部火焰中心喷水。两级喷水设施将各喷20余秒,完成400吨的喷水量”。


【你知道吗】“长七”火箭转场要拐4个弯

        长征七号运载火箭(以下简称“长七”火箭)将在海南文昌发射场执行首飞任务。按照技术方案,“长七”火箭从技术阵地转至发射阵地时,采用垂直转场的方式,全程3000多米。但你可能不知道的是,转场过程中,“长七”火箭还要拐4个60度的弯,才能顺利到达发射阵地。

为何要拐弯?

         除“长五”、“长七”火箭外,目前,我国现役火箭中,只有执行载人航天任务的长征二号F运载火箭采用垂直转运的模式。为此,酒泉卫星发射中心专门在技术阵地和发射阵地之间修建了一条1500米长的轨道,但这条轨道是笔直的,长二F火箭转场可不需要拐弯。

        那为什么“长七”火箭需要拐弯呢?

        原来,为了节省占地面积,海南文昌发射场建设之初,就设计让“长五”火箭和“长七”火箭共用一段转运轨道。但“长七”火箭的发射阵地和“长五”火箭发射阵地不在一个方向上,走完了这段共用轨道,“长七”火箭要想进入自己的发射阵地,就必须拐弯调整前进方向。

        不过,再厉害的火箭自己也不能拐弯,为此设计人员专门为“长七”火箭研制了可转弯行走的活动发射平台。


“小步慢走”最安全

         转弯行走比直行难度要更大,要想让“长七”火箭转场又省劲儿、又安全,怎么拐、拐几次、多快都是有学问的。

        原来,火箭活动发射平台并不是想拐多大弯就拐多大弯,弯太大增加占地面积,弯太小又拐不过来,转几个弯都必须严格计算。不仅如此,拐弯时的速度也是有讲究的,转场中的火箭还没有加注燃料,呈“头重脚轻”的状态,必须要“小步慢走”,以确保火箭安全。

        据“长七”火箭活动发射平台副主任设计师吴梦强说:“当时,我们根据发射平台的尺寸、轮组及轨道规格等,进行了大量的计算,得出4个转弯半径为20米,最大转弯角度在60度左右,最合理、最省劲儿。”

        在一次次摸索中,设计人员还发现,拐弯时速度不能超过每分钟15米,否则就会对箭体内部造成损伤,转入直道时,行驶速度每分钟不能超过30米。


“单轨差速转弯行走技术”国际领先

        汽车方向盘一转,车子就可轻松拐弯。但是对于“长七”火箭活动发射平台这个长26米、宽23米、重1800吨的“大家伙”来说,拐弯却没有那么简单。

        为了让火箭安全拐弯,设计人员对技术的要求几近苛刻。在他们看来,最难突破的是“单轨差速转弯行走技术”。该技术简单地理解就是,拐弯时左边的两个轮子速度慢一些,右边的两个轮子速度快一些,从而实现平稳拐弯。

        为此,技术人员专门成立项目组,到大连、厦门、广西等多个企业和单位调研,借鉴港口应用的转弯行走装置,并进行了大量的仿真计算和试验,历时3年,才取得发射平台转弯行走原理试验的成功,攻破了这项技术难题。

        吴梦强说:“发射平台转弯行走原理试验的成功,是航天发射支持系统的一次重大突破,让我国运载火箭活动发射平台转弯行走实现了‘零’的突破。目前,除日本外,我国是第2个掌握‘单轨差速转弯行走技术’的国家,也是继美国、欧空局、日本后第4个掌握‘发射平台转弯行走技术’的国家,缩短了我国在发射设备领域与其它航天大国的差距。”

         2014年底,“长七”火箭活动发射平台通过火箭合练转场的考核,现已具备使用条件。当“长七”火箭再踏上这个轨道时,就意味着首飞进入了倒计时,中国新一代中型运载火箭将在这里进行“首秀”!


海运,让火箭坐着“沙发”到基地

  火箭从研制地到发射地通常有3种运输方式——公路、铁路、海运,哪种方式更“舒适”呢?日前,记者采访了长征七号运载火箭(简称“长七”火箭)总体设计人员王旭,“海运是目前火箭运输方式中,最理想的选择。”他形象地说,“火箭走公路、铁路,就像坐硬板床;乘船走海运,就好似坐沙发。”

最平稳

  运输方式是否平稳,有一个重要的考量项目——过载环境。王旭解释说:“过载环境,简单地理解就像我们开车时,遇到的加速行驶、紧急刹车等情况,对于海运,过载环境主要表现为低频晃动。过载环境差会危害火箭的结构。”

  “长七”火箭合练箭作为海运中“第一个吃螃蟹”的火箭,型号队伍在它的芯一级、芯二级、助推器、整流罩上,及它乘坐的船上、装载它用的集装箱上,布了30个测点,详细记录了起航、抛锚、起锚、靠港,以及多种海况下的过载环境数据和振动环境数据。

  “真没想到,‘长七’火箭合练箭从天津港运抵文昌清澜港的过载环境数据不仅优于我们的设计值,而且仅为铁路运输过载环境数据的三分之一、公路运输的二分之一。”王旭介绍说,“过载数据值越低,火箭的运输环境就越平稳,对火箭结构的影响就越小,这有利于火箭安全抵达目的地。”

最舒适

  火箭在运输中是否“舒适”,重点要看它所处的振动环境。

  王旭告诉记者:“运输中产生的振动影响火箭内部的设备。”他向记者介绍,“长七”火箭合练箭,在海运过程中,低于3级海况时,箭体振动环境较为平稳;出现4至5级海况时,船体晃动加剧,箭体振动环境相对恶劣,“即使这样,‘长七’火箭合练箭海运振动环境的实测数据也远小于公路、铁路运输实测数据。”王旭解释说,“这就表明,海运的振动环境优于其它运输方式,可以很好地保证火箭内部设备的安全。”

  今年下半年,长征五号运载火箭合练箭也将从天津海运至文昌,型号队伍将再一次监测海运的各项数据,摸索海洋运输环境的特点,让海运更好地服务我们的火箭。

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