揭秘天和核心舱“专属座驾”
2021-09-10
科学之友 2021年6期
关键词:设计

长五B不仅运载能力出色,而且还是目前世界上唯一可以直接入轨的火箭。
一般而言,发射低轨任务都需要两级半火箭接力工作,一级扔掉之后,二级再接力工作才能把它送到轨道上去。然而,长五B通过采用全新构型设计,实现了一级半就能直接进入预定轨道的世界航天难题。
“很大程度上取决于氢氧发动机和液氧煤油发动机的组合,特别是中间的氢氧可以长时间小推力地工作,才实现了一级半就能直接入轨。”长征五号火箭总设计师李东介绍。
用一级半的火箭完成过去两级半火箭才能完成的任务,无疑是技术上的一个巨大进步。
“天和核心舱在火箭最顶端的整流罩里边,火箭飞行过程中将承受非常恶劣的热学环境、力学环境和噪声环境。”长五B总体主任设计师黄兵解释道,“因此,核心舱就需要依靠整流罩的保护。”
据了解,长五B的整流罩部分是中国迄今为止研制的最大尺寸整流罩,直径超过5米、高度超过20米,相当于六七层楼的高度,规模较基本型增大了近1倍,可以对核心舱、实验舱以及光学舱提供周全的保护。
整流罩的规模增大后,为了保证运载效率,结构的刚度会随之减少,而刚度是影响分离能源设计、分离包络设计的关键要素,如何准确模拟飞行及分离过程中整流罩的刚度特性,确保安全、可靠分离是研制过程中所面临的技术难题。
为此,在技术攻关过程中,团队基于显式动力学方法进行了仿真分析,首次计算出分离过程中的能量占比关系,并通过3次大型整流罩地面分离试验对方案进行验证,为分离系统的优化设计提供了基础。……
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