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“梦天”在即,文昌待起航

2022-10-31 10:25 来源:南方plus 王诗堃 徐勉 吴明

(梦天发射在即)

  文昌海滨龙楼镇,天气晴朗少云,海风阵阵。淇水湾海浪稍急,是这片沙滩所少有的。隔水相望的发射塔架上,梦天实验舱和长征五号B遥四运载火箭组合体静候发射。这次任务是空间站在轨建造的收官之战,发射前系统间全区合练已于29日完成,目前进入关键的加注发射阶段。

 发射在即,梦天实验舱和长征五号B遥四运载火箭组合体伫立海边。

发射在即,梦天实验舱和长征五号B遥四运载火箭组合体伫立海边。

  铜鼓岭,石头公园,淇水湾沙滩……由远及近,摄影爱好者们早早踩点。来自中山的黄伟成在海滩的礁石上架起了相机,他见证了中国空间站从文昌起航的每一次发射。

  黄伟成是一名天文摄影爱好者。这几年,他的目光从遥远的群星转到了航天发射。在他看来,天文和航天关系密切:“将来我们搞载人登月,也会从文昌发射,到时候还来拍。”

  沙滩上少不了孩子的身影。在北京生活的黄梁陈凌菲夫妇,带着儿子黄时雨专程飞来海南看发射。今年两岁半的小雨,正在尝试用沙子堆起一个火箭。对于火箭充满好奇的小雨,已经可以说出“分离整流罩”之类词汇。

  每次发射临近,龙楼镇上都涌入大量外地游客。镇上林阿姨小店的账本上,满满写了两页各地游客邮寄椰子的地址。她说,这几天每天都要寄十几箱椰子,“外地人来看发射,也会寄椰子给亲人分享。”

  中国空间站建造的“压轴戏”即将上演,南方+记者将在现场持续关注。

  此次发射有何看点?

  火箭减重,薄如蝉翼、坚如磐石

  搭载着梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭,已蓄势待发。有“胖五”之称的长五系列火箭,为了成为更完美的“大力士”,不断从自身下功夫,减轻自重。

  “运载火箭的能力有多大,中国航天发展的舞台就有多大”。而相应的,火箭自重越轻,能够“举”起的东西就越大,运载能力和价值也就越大。

  中国航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院(以下简称“火箭院”)总体设计部三室强度组副组长吴浩介绍,长五系列火箭结构构造复杂,每一个部段都由众多零部件组成,每个零部件又包含多个参数,这些参数既要考虑重量,又要考虑结构强度,为“减重”设计带来很大的困难。研制团队通过海量的参数优化和仿真分析,为各个部段关键零部件算出了最优“体脂”参数。

  因此,长五系列火箭起飞重量800多吨,其自身的重量却只占约10%,有的部位如鸡蛋壳一样薄,也能结实坚固。

  火箭整体结构减无可减后,长五系列火箭开始“局部塑形”。

  航天材料及工艺研究所型号专项副主任工程师李桂洋说,“复合材料夹层结构就像箭体局部塑形的手术刀,我们用这把手术刀不但要给‘胖五’瘦身,还要给‘胖五’健体。”

  例如,长五B火箭的芯一级尾段底板位于箭体最后,不仅是发动机舱,当火箭竖立在发射台上时还能起到支撑作用。这块底板原重有700公斤以上。“我们以‘大直径大厚度碳纤维复合材料蜂窝夹层结构整体成型’瘦身方案,利用壁厚毫米级的铝蜂窝结合轻质高强碳纤维复合材料使得底板在满足结构刚度和承载能力的情况下,实现一级尾段减重约400公斤,材料上薄如蝉翼,结构上坚如磐石。”李桂洋说。

  火箭的每一个局部,研制人员都没放过,就连“乘客”的“座椅”也经过了反复精减。

梦天实验舱任务徽章。

梦天实验舱任务徽章。

  长五B火箭托举的“乘客”都超过22吨,相较传统的“座椅”,必须同时兼顾承载力的提升和结构重量降低的目标。李桂洋介绍,仅仅在结构材料的选取上就有数百种组合方式需要验证,我们在经过一轮轮方案论证、一次次的工艺验证、一级级的考核试验后,最终突破了瘦身减重的关键技术,确保“座椅”的高质量和轻盈性。值得一提的是团队针对大型“座椅”结构实施“精准”塑形手术,“座椅对接面”实现近净尺寸成型,也解决了大型“座椅”的塑形成本问题。

发射场测控站内。

发射场测控站内。

  减重,却不能减强度。火箭每个助推器与芯级之间,由主捆绑接头连接。吴浩说,我们为主捆绑接头创新设计了一个镂空三角形结构,用料少,传力优,还能够让每个瘦身约50公斤的“捆绑接头”受力达几百吨。

  采写:王诗堃 徐勉 发自海南文昌

  摄影:吴明

  统筹:张志超 吕虹

编辑:黎洁婵   责任编辑:杨格
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