长征五号运载火箭分离系统设计与验证技术研究
2021-04-26袁水林冯韶伟
导弹与航天运载技术 2021年2期
栾 宇 ,李 东 ,袁水林 ,冯韶伟 ,黄 兵
(1.北京宇航系统工程研究所,北京,100076;2.中国运载火箭技术研究院,北京,100076)
0 引 言
长征五号运载火箭(后简称CZ-5火箭)是中国全新自主研制的新一代全低温大型液体运载火箭,采用新一代全低温大推力发动机,以无毒无污染的液氢、液氧和煤油作为推进剂,芯级直径5 m、助推直径3.35 m,起飞推力超过 1000 t,近地轨道(Low Earth Orbit,LEO)运载能力达 25 t、地球同步转移轨道(Geosynchronous Transfer Orbit,GTO)运载能力达14 t,是中国目前技术最为先进、运载能力最强的运载火箭,是探月工程、深空探测和载人空间站等中国重大航天工程的主要依托,是中国进入航天强国的重要保障和标志[1,2]。
分离系统的研制直接决定着运载火箭的综合可靠性和飞行安全性,是CZ-5火箭研制的核心关键技术。CZ-5基本型火箭飞行过程包括助推器分离、整流罩分离、级间分离和有效载荷分离4个分离动作。由于首次采用大推力和大直径助推器、前捆绑主传力的助推捆绑方案、大直径低刚度的大型整流罩、二级悬挂贮箱布局和长行程级间分离等全新技术,设计难度高、技术跨越大,这对分离系统的设计、仿真和验证能力提出了全面的挑战。
火箭研制突破了以400 t级串联多球铰变形自适应主捆绑机构、Φ5.2 m大型整流罩柔性分离仿真技术为代表的多项关键技术,确保了CZ-5火箭的研制成功,对后续运载火箭的研制和相关技术领域的发展具有重要意义。
本文对研制过程中取得的关键技术进行了综述,并对后续发展提出了展望。……
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