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a0015版:科教·科学

中国最大推力运载火箭将在海南发射,国际宇航联空间运输委员会秘书长独家解读

膀大腰圆的“胖五”
每一寸“肌肉”都是精华

制图/龚子皓

  中国最大推力运载火箭长征五号,即将在海南文昌航天发射场发射。

  在10月28日转场时首次亮相后,长征五号被全国网友昵称作“胖五”,好像儿时院子里那个结实可靠的小伙伴。

  这枚小伙伴是中国航天人十年磨一剑的结晶,简直按着国民新男友的标准打造的——身材魁梧、力大气足,是未来中国航天事业的顶梁柱。

  昨天,钱报记者专访航天科工二院二部研究员、国际宇航联空间运输委员会秘书长杨宇光,为大家介绍这位“胖五”高大威猛外表下的内涵。

  芯级直径,好比人的腰围。中国传统的火箭,最大“腰围”是3.35米。今年首飞的长征七号,以及刚刚把景海鹏、陈冬送入太空的长征二号F的芯级直径,都是这个数。

  “这是一个根据中国国情确定的数字。”杨宇光说,在海南文昌发射场启用前,中国的三大发射场都在内陆,火箭运输依靠火车,所以要考虑隧道的宽度。火箭太粗的话,还没到发射场,就先卡在涵洞上了。

  “火箭要做大,有几个途径——增加捆绑的助推器、增加长度、做大芯级直径。”

  助推器的数量有限制,“胖五”的四个助推器已经加码到每个带有两台发动机,再增加助推器的数量会使设计更加复杂。

  而火箭的高度,突破潜力也很有限。杨宇光说,描述运载火箭,涉及到一个叫做“长细比”的概念,也就是火箭高度和直径的比。这个比值越大,火箭就长得越细长。

  和男人一样,高瘦得像《鹿鼎记》里胖头陀那种,看着弱不禁风,缺点安全感。何况火箭要经历的哪只是风吹雨打,而是穿越大气层时剧烈而不稳定的震动。

  大概是两种体验的叠加——

  一,上升过程中巨大的加速度,使火箭的各个部件(包括里面的宇航员)受到相当于自身重量几倍的力。相当于有好几个你压在你身上;

  二,巨大的震动,像避震很强的越野车开在崎岖的山路上,这种颠簸又硌得慌的感觉,你们自行体味。

  所以要提高火箭的能力,得“加粗”火箭“腰身”。

  “胖五”就是膀大腰圆款型的。它的“腰围”达到5米,“大腿”——助推器的直径(3.35米),就跟传统的火箭身胚一样壮。由于身材壮硕,“胖五”在转场时,可以抵御8~9级大风,无需使用防风装置。

  长征五号转场那天,从技术区到发射区的2.8公里路程,火箭需要“乘坐”活动发射平台来完成。“胖五”有一台为它量身打造的“专车”——足有半个足球场大。

  之所以“胖五”不是“肥五”,因为长征五号的每一寸“肌肉”都是精华。

  事实上,“胖五”能有这个外形规模,取决于起飞推力。会看火箭门道的人,除了看外形数据,肯定要看起飞推力这个参数。

  “起飞推力越大,火箭才能做得越大。因为这个参数决定了火箭能不能飞起来。”杨宇光说,通常来讲,起飞推力与火箭重量的比值可以是1.2左右。长征五号自重870吨,起飞推力超过1000吨。其中四个助推器,贡献80%~90%的推力。

  长征五号的近地轨道运载能力达到25吨级,这是大部分现役火箭运载能力的2.5倍,相当于一次性送16台小轿车去太空。“胖五”的运载能力仅次于世界上现役火箭中运载能力最强的德尔塔四重型火箭(运载能力28吨+)。

  但是,“胖五”不是五大三粗的糙汉,它有一颗冷静的心。

  长征五号,还有一个别称,叫“冰箭”。因为火箭芯级的肚子里,装的是满满的深低温的液氢液氧燃料:其中液氢温度达-253℃,燃烧产物是水;液氧达-183℃,与煤油的燃烧产物是水和二氧化碳。两者都是完全无毒、无污染的推进剂。“胖五”属于绿色环保大型液体运载火箭。

接下来的航天任务

都有“胖五”参与

  长征五号是我国从航天大国向航天强国迈进的重要标志之一。

  未来几年,我国探月工程第三期工程的月球探测器“嫦娥五号”、大型空间站等,都将从长征五号起飞的地方、海南文昌发射场升空。

  中国工程院院士、神舟号飞船总设计师戚发轫对钱报记者说,按照中国载人航天“三步走”的发展战略,接下去中国要发射自己的货运飞船、空间站,需要更大推力和载荷能力的大型运载火箭。

  戚发轫透露,未来长征五号将把中国的月球探测器嫦娥五号、中国空间站,甚至火星探测器发射至太空。

  中国月球探测工程首席科学家欧阳自远曾来杭州作讲座,当时他告诉钱报记者,探月工程三期是“绕”、“落”、“回”的最后一步,目标是“从月球上‘抓把土’回来”。

  距离地球38万公里外,接送月球探测器从月球打来回,需要强大运载能力的火箭,长征五号当仁不让。

  构成未来中国空间站的每个舱段,都是20吨级,这种重量级也要靠长征五号来推。


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每一寸“肌肉”都是精华
2016-11-03 12974123 2 2016年11月03日 星期四