鎖管機(jī)與您一起關(guān)注：解碼長征七號：中國未來主力火箭即將首飛
中國新一代中型運(yùn)載火箭——長征七號近日將在海南文昌衛(wèi)星發(fā)射中心首飛，中國2020年前后建成的載人空間站就要靠它來發(fā)射貨運(yùn)飛船。
長征七號的研制單位——中國航天科技集團(tuán)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院介紹，作為中國未來航天發(fā)射任務(wù)的“主力軍”，長征七號還將滿足載人運(yùn)載火箭更新?lián)Q代的長遠(yuǎn)需求。
長征七號有多強(qiáng)大？
長征七號火箭總長53.1米，芯級直徑3.35米，捆綁4個直徑2.25米的助推器，助推器長度為現(xiàn)役運(yùn)載火箭的2倍，起飛重量597噸。
它的運(yùn)載能力為近地軌道13.5噸，太陽同步軌道5.5噸，將中國中型運(yùn)載火箭近地軌道的運(yùn)載能力由8.6噸提高至13.5噸，達(dá)到國外同類火箭先進(jìn)水平。
火箭的運(yùn)載能力有多大，中國航天的舞臺就有多大。據(jù)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院介紹，中國目前研制規(guī)模和技術(shù)跨度最大的火箭——長征五號將于今年下半年首飛，具備近地軌道25噸，地球同步轉(zhuǎn)移軌道14噸的運(yùn)載能力，與國際上主流運(yùn)載火箭的運(yùn)載能力相當(dāng)，將承擔(dān)發(fā)射嫦娥五號、空間站核心艙以及火星探測等具有里程碑意義的重大任務(wù)，將大幅提高中國進(jìn)入太空的能力。
此外，中國15年內(nèi)有望發(fā)射重型運(yùn)載火箭。在目前的設(shè)計(jì)藍(lán)圖中，重型運(yùn)載火箭箭體直徑近10米，全箭總長近百米，運(yùn)載能力是現(xiàn)有火箭運(yùn)載能力的5倍多，超過正在研制的美國下一代運(yùn)載火箭的運(yùn)載能力，可滿足未來載人月球探測、火星取樣返回，太陽系行星探測等多種深空探測任務(wù)需求，保障中國在未來宇宙探索和更大更遠(yuǎn)空間的話語權(quán)。
設(shè)計(jì)變革：推進(jìn)劑更環(huán)保
不同于現(xiàn)役火箭多采用有劇毒的推進(jìn)劑，長征七號采用中國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的液氧／煤油發(fā)動機(jī)，實(shí)現(xiàn)無毒、無污染。
由于液氧的溫度達(dá)零下183攝氏度，在研制火箭的試驗(yàn)中，每次低溫燃料加注后，試驗(yàn)現(xiàn)場的發(fā)射塔就像是個“大冷庫”。
雖然看起來是“鋼筋鐵骨”的大個子，體重幾百噸，但火箭體重的90%甚至更多都是燃料。由于燃料重量不能隨意增減，為了帶更多的“乘客”去太空，減輕火箭自重就成了關(guān)鍵。因此，“長七”火箭外殼很薄，最薄處僅有0.8毫米，和雞蛋殼差不多，可以說是薄如蟬翼卻力量驚人。
同時，長征七號采用三維無圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和制造技術(shù)，代表了中國運(yùn)載火箭研制領(lǐng)域數(shù)字化的最高水平，研制能力接近波音、空客和NASA，標(biāo)志著中國新一代運(yùn)載火箭在數(shù)字化設(shè)計(jì)能力上已躋身國際先進(jìn)行列。
長征七號的總體設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)也十分“搶鏡”：80%以上未滿35歲，46%擁有博士學(xué)位。
風(fēng)雨“難阻”發(fā)射
現(xiàn)役火箭發(fā)射時都會避開雷雨天，但海南文昌發(fā)射場氣候潮濕，降水量大，因此長征七號采用防水設(shè)計(jì)，就像給火箭穿上了金鐘罩鐵布衫，即使中雨也能發(fā)射。
此外，海南文昌發(fā)射場有“淺層風(fēng)”，給長征七號運(yùn)載火箭垂直轉(zhuǎn)場帶來挑戰(zhàn)。設(shè)計(jì)部門給長征七號裝上了“防風(fēng)減載裝置”，即使遇到8級大風(fēng)也不怕。
火箭發(fā)射平臺還要涂覆大面積“防曬霜”——種特種防護(hù)涂層。這是因?yàn)榛鸺l(fā)射點(diǎn)火的剎那，溫度高達(dá)2800攝氏度，足以溶化絕大多數(shù)金屬和非金屬材料。表面有了防熱涂層，發(fā)射平臺的使用壽命就可以延長，更好地承受強(qiáng)熱流的“沖刷”。
新一代運(yùn)載火箭發(fā)射還有針對強(qiáng)高溫的“雙保險(xiǎn)”。在火箭點(diǎn)火起飛時，發(fā)射平臺旁的“大流量噴水降溫降噪系統(tǒng)”會給發(fā)射平臺噴水降溫，在20秒內(nèi)噴出400噸水。
在噴射的400噸水中，有30%的水會汽化到大氣中，60%的水則通過導(dǎo)流槽流走，水份蒸發(fā)帶走大量的熱，使得發(fā)射平臺核心區(qū)降溫幅度在1000度左右，有效地保護(hù)了火箭發(fā)射臺內(nèi)部的儀器設(shè)備。此外，該系統(tǒng)還有良好的降低噪音效果。
未來：會有更大直徑火箭誕生
中國現(xiàn)役運(yùn)載火箭的直徑，受限于馬屁股的寬度？沒錯，這個有趣的觀點(diǎn)可以追溯到火車和鐵軌的發(fā)明。
由于中國的火箭研制地與發(fā)射地有一定距離，大多用火車或者汽車運(yùn)輸，路上難免會通過一些隧道。而隧道的寬度又是由鐵軌間的距離決定的�？紤]到火車晃動、會車等因素，火箭的直徑就更受限制了。
火車軌道的寬度沿用了馬車的輪寬標(biāo)準(zhǔn)，而馬車的輪寬可以一直追溯到羅馬戰(zhàn)車，古羅馬人是按照拉戰(zhàn)車的兩匹馬的屁股寬度設(shè)定的。因此，中國的現(xiàn)役運(yùn)載火箭的最大直徑就“止步”在3.35米。
而海南文昌發(fā)射中心啟用后，這個限制就可以突破了，因?yàn)榛鸺梢酝ㄟ^海運(yùn)，不再受限于隧道的寬度。今年下半年將發(fā)射的中國最大的火箭長征五號的直徑就達(dá)到了5米，未來，中國還會有更大直徑的火箭誕生。
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