您的当前位置:首页 > 百科 > 矮了3米多、力气更大……同属长五系列,长征五号B火箭有何不同? 正文

矮了3米多、力气更大……同属长五系列,长征五号B火箭有何不同?

时间:2022-08-19 07:06:34 来源:网络整理 编辑:百科

核心提示

  搭载“问天”实验舱的长征五号B遥三运载火箭已在海南文昌发射场整装待发。作为运送空间站舱段的“专属列车”,长征五号B运载火箭和它的“兄弟”长征五号火箭长得非常相似。  同为长五系列,这两型火箭在哪些

  搭载“问天”实验舱的矮米长征五号B遥三运载火箭已在海南文昌发射场整装待发。作为运送空间站舱段的多力大同“专属列车”,长征五号B运载火箭和它的气更“兄弟”长征五号火箭长得非常相似。

  同为长五系列,属长这两型火箭在哪些方面一致,系列又有哪些不同?

  同一系列,长征两种构型

  长征五号运载火箭与长征五号B运载火箭同属长征五号火箭系列,号B火箭两型火箭共享了5米大直径箭体结构研制、有何大推力液氧液氢发动机技术、不同大推力液氧煤油发动机技术、矮米大型活动发射平台技术、多力大同系统级冗余控制技术等关键技术,气更但两型火箭在设计、属长用途等方面存在很多不同。系列

长征五号火箭

  从构型上看,长征长征五号运载火箭采用两级半构型,由芯一级+助推器+芯二级+星罩组合体组成,“身高”57米;长征五号B运载火箭采用一级半构型,比长征五号少一级,由芯一级+助推器+星罩组合体组成,有53.66米高。

长征五号B火箭

  从外观上看,长征五号B运载火箭与长征五号运载火箭的最大区别在于整流罩: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,是我国目前最大的火箭整流罩。

  整流罩大,意味着长五B运送的载荷更大。作为运送空间站舱段的“专属列车”,长五B需要将体积和质量更大的空间站核心舱和实验舱打到近地轨道。可以说,长五B的“力气”更大。

  而相对而言,长征五号火箭“跑得更远”,它一般用于发射高轨道的大型卫星以及各类深空探测器,例如实践二十号卫星、“嫦娥五号”月球探测器、“天问一号”火星探测器等;未来我国深空探测的任务,也将是长征五号的主战场。

  为什么少了一个“二级”?

  长五B是一个一级半火箭,比长五要少一个二级,这样做“减法”,在研制方面有哪些特殊?

长征五号B火箭

  具体来说,长征五号B火箭与长征五号火箭共享了芯一级和助推器的大部分关键技术,减少了一部分研制工作量,但是从研制难度上看,长五B这种一级半构型的火箭,在我们国家尚属首次,涉及到一些独有的技术特点,也是研制工作的重点和难点。

  长征五号B与长征五号相比,是国内首次将一级火箭作为末级使用,不增加姿态调整和速度修正,直接将有效载荷送入轨道。在一级发动机关机时,约140t的推力在几秒钟之内消失,相当于一列高速行驶的火车突然“刹车”,还要稳稳停靠在指定位置,然后让“乘客”顺利地下车。为此研制队伍攻克了“大推力直接入轨”关键技术,满足了有效载荷对姿态控制和制导精度控制的指标。

  长征五号B与长征五号相比,变“轻”了,火箭飞得更“快”,飞行时的过载也变大了,对箭上设备环境耐受能力提出了新考验。

  相比于现役其他型号火箭,长五B有哪些特别的设计?

  第一,长征五号B突破了低温火箭“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地“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地完成。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工作。通过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。

长征五号B火箭

  第二,长征五号B突破了大直径舱箭分离技术。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,采用了一种新型振动被动控制技术的降冲击方案。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”。

  此外,长征五号B还突破了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。

  实现火箭谱系化发展

  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。

长征五号火箭

  型谱化发展可以有效节约研制成本,缩短研制周期,最大化利用研制场地和设备,提升产品质量,实现高质量、高效益、高效率的发展。以长征五号B火箭为例,助推器和一级箭体、助推发动机和一级发动机相关产品采用与长征五号通用化的设计方案,长征五号B火箭在研制过程中不需要再开展相关研制试验;同时,产品生产也可以实现批量化,对发射场地及相关发射支持设备的需要也可以做到统一,极大节约研制成本和研制周期。

  空间站建设“三勇士”

  在长征火箭家族中,共有三型火箭参与到我国载人空间站工程中,分别是长征二号F运载火箭、长征五号B运载火箭以及长征七号运载火箭。

  其中,长征五号B运载火箭主要完成载人空间站核心舱及两个实验舱的发射任务;长征七号运载火箭主要用于发射“天舟”货运飞船,为空间站和宇航员运送物资;长征二号F运载火箭主要负责将航天员送入空间站。

  2022年至今,长二F和长七火箭均已成功亮相,搭载空间站“问天”实验舱的长五B也将赴星空。

  南方日报记者 王诗堃 贺达源 徐勉

  统筹:张志超