長征火箭“瘦身記” 火箭想“瘦身”一共分幾步？

7月9日，由中國航天科技集團有限公司所屬中國運載火箭技術(shù)研究院抓總研制的長征三號乙運載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心再次點火升空，成功將亞太6D高通量通信衛(wèi)星送入預(yù)定軌道，發(fā)射取得圓滿成功。

這是繼6月23日成功發(fā)射北斗三號工程最后一顆衛(wèi)星后，時隔16天的又一次發(fā)射。記者在采訪火箭研制團隊時了解到，作為我國運載火箭的“勞模”，長征三號乙運載火箭所屬的長征三號甲系列運載火箭家族近年來完成了包括北斗組網(wǎng)、嫦娥四號月球探測器發(fā)射在內(nèi)的多項重要發(fā)射任務(wù)，發(fā)射次數(shù)位居中國所有運載火箭型號前列。

然而，此次在發(fā)射亞太6D衛(wèi)星的過程中，卻不得不面對一個新情況——亞太6D衛(wèi)星重量為5550公斤，長三乙火箭地球同步轉(zhuǎn)移軌道運載能力為5500公斤，衛(wèi)星“超重”了。

衛(wèi)星“超重”怎么辦?火箭研制團隊別出心裁，想出了為火箭“瘦身”、騰出運力運衛(wèi)星的辦法。

長三甲系列火箭總體副主任設(shè)計師張亦樸介紹，為了讓衛(wèi)星能夠順利搭乘，設(shè)計人員專門對長三乙火箭進行了優(yōu)化改進，幫助火箭“瘦身”，讓火箭自身重量減少了50公斤，這樣一來，長三乙火箭的運載能力就相應(yīng)地提高了50公斤，滿足了“乘客”需求。

那么火箭想“瘦身”一共分幾步呢?

——“瘦身”第一步：拿掉一個補壓氣瓶。設(shè)計人員首先優(yōu)化了長三乙火箭三級補壓氣瓶的材料和數(shù)量。

據(jù)介紹，補壓氣瓶主要是在火箭發(fā)動機啟動前，為貯箱進行補壓。以前，火箭三級共有5個鈦合金材質(zhì)的氣瓶，設(shè)計人員經(jīng)過大量的數(shù)據(jù)分析、論證，在滿足強度要求和使用需求的情況下，將5個氣瓶減為4個氣瓶。同時，在氣瓶的材質(zhì)上，設(shè)計人員用復(fù)合材料替代了鈦合金材料。

這樣一來，拿掉一個氣瓶后，補壓氣瓶的整體重量變小了，火箭一下子“瘦身”了20公斤。

——“瘦身”第二步：貯箱壁板變輕薄。除了在補壓氣瓶上做文章，設(shè)計人員還優(yōu)化了火箭的三級貯箱結(jié)構(gòu)。

三級貯箱的重量對火箭運載能力的影響是1:1的，也就是說貯箱重量減輕1公斤，火箭運載能力就能提高1公斤。

在保證承載能力的前提下，執(zhí)行此次發(fā)射任務(wù)的長三乙火箭貯箱對亞太6D衛(wèi)星進行了“量體裁衣”，工藝和結(jié)構(gòu)的改變，讓設(shè)計人員為火箭貯箱選用了更輕薄的壁板，貯箱重量直降10公斤。

——“瘦身”第三步：減掉2層防晃板。此外，設(shè)計人員還把火箭液氫貯箱里的4層環(huán)形防晃板減少為2層。

防晃板的作用是抑制貯箱內(nèi)推進劑晃動，其安裝位置主要是根據(jù)火箭的發(fā)射軌道確定的，軌道不同，防晃板的安裝位置也不同。

在此次發(fā)射任務(wù)中，設(shè)計人員根據(jù)亞太6D衛(wèi)星的實際軌道需求，減掉了2層防晃板，再次“瘦身”，讓火箭自身重量又下降了20公斤。

“即使是再成熟的火箭，也有不斷提升的空間。”張亦樸說，通過這些改進，此次長三乙火箭一共減重了50公斤，這意味著其運載能力直接提高了50公斤，這對長三乙火箭來說是前所未有的?？此坪唵蔚牟襟E，每一項都意味著不懼繁瑣的再創(chuàng)新，也是航天探索永無止境的體現(xiàn)。新華社記者胡喆

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