夢天實(shí)驗(yàn)艙作為中國空間站的第二個(gè)實(shí)驗(yàn)艙，將與天和核心艙交會對接并完成轉(zhuǎn)位，中國空間站將形成三艙“T”字基本構(gòu)型。夢天實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射在即，我們一起探秘夢天！讓我們一起了解托舉夢天實(shí)驗(yàn)艙的專屬“座駕”——長征五號B運(yùn)載火箭。

夢天實(shí)驗(yàn)艙與長征五號B遙四運(yùn)載火箭組合體轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射區(qū)

(資料圖片)

2022年10月25日，搭載著空間站夢天實(shí)驗(yàn)艙的長征五號B遙四運(yùn)載火箭穩(wěn)穩(wěn)轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射區(qū)。兩年前，“長五B”以完美首飛驚艷蒼穹，迎來載人航天工程“第三步”發(fā)展戰(zhàn)略任務(wù)實(shí)施的“開門紅”，拉開了空間站階段飛行任務(wù)的序幕，而后相繼送“天和”“問天”順利入軌。對于如何成為參與空間站建設(shè)的骨干力量，“長五B”已給出最優(yōu)解答......

長征五號B運(yùn)載火箭是按照空間站工程任務(wù)要求，為滿足空間站艙段發(fā)射任務(wù)而研制的一型大型液體運(yùn)載火箭。從立項(xiàng)到首飛，長征五號B運(yùn)載火箭經(jīng)歷了近十年的研制歷程。

長征五號B運(yùn)載火箭正式批復(fù)立項(xiàng)，承擔(dān)發(fā)射空間站艙段的任務(wù)，運(yùn)載火箭命名為長征五號B，代號CZ－5B

長征五號B運(yùn)載火箭方案通過評審，轉(zhuǎn)入初樣研制階段

長征五號B運(yùn)載火箭轉(zhuǎn)入試樣研制階段

長征五號B遙一運(yùn)載火箭通過出廠評審，首飛任務(wù)載荷為新一代載人飛船試驗(yàn)船及柔性充氣式貨物返回艙試驗(yàn)艙

長征五號B遙一運(yùn)載火箭在文昌航天發(fā)射場點(diǎn)火升空，搭載首飛載荷順利進(jìn)入預(yù)定軌道，首飛任務(wù)取得圓滿成功，實(shí)現(xiàn)空間站階段飛行任務(wù)首戰(zhàn)告捷

長征五號B運(yùn)載火箭首次飛行任務(wù)

十年磨一“箭”，一朝天下聞。作為專為載人航天工程空間站建設(shè)而研制的一型新型運(yùn)載火箭，“長五B”的運(yùn)載能力是我國現(xiàn)役火箭中最大的，近地軌道運(yùn)載能力達(dá)到25噸，唯它能托舉起重達(dá)20噸以上的空間站艙段發(fā)射入軌。“長五B”的首飛成功標(biāo)志著我國運(yùn)載火箭近地軌道運(yùn)載能力躋身國際前列，為我國空間站工程后續(xù)任務(wù)的順利實(shí)施奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

長征五號B運(yùn)載火箭開展了多項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)和創(chuàng)新，多項(xiàng)首創(chuàng)“黑科技”為空間站艙段打造“專屬座駕”。

長征五號B運(yùn)載火箭擁有目前我國最長最大的整流罩，整流罩長度達(dá)到20.5米、直徑5.2米，容積超過345立方米。如此寬敞的空間，也是為發(fā)射空間站艙段而量身打造的。此外，為了改善氣動特性，火箭整流罩采用流線型的馮·卡門曲線外形，可以更好地減小空氣阻力，減輕載荷影響；同時(shí)整流罩分離采用了旋轉(zhuǎn)式分離方案，確保超大整流罩安全可靠地分離。

長征五號B運(yùn)載火箭整流罩

空間站交會對接任務(wù)對長征五號B火箭提出了“零窗口”發(fā)射的需求，發(fā)射時(shí)間精度誤差要控制在1秒以內(nèi)，這就要求火箭各系統(tǒng)在點(diǎn)火前提前做好準(zhǔn)備，等待點(diǎn)火。作為采用液氫、液氧等低溫推進(jìn)劑的“冰箭”，長征五號B運(yùn)載火箭的“零窗口”發(fā)射需要綜合權(quán)衡發(fā)射準(zhǔn)備的“提前量”和低溫推進(jìn)劑“蒸發(fā)”的“消耗量”間的關(guān)系。為此，研制人員通過可靠性分析和試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵系統(tǒng)可靠性提升，通過射前流程優(yōu)化提高了各系統(tǒng)對“零窗口”發(fā)射的適應(yīng)性，開創(chuàng)了我國低溫運(yùn)載火箭“零窗口”發(fā)射的先河。

“零窗口”點(diǎn)火起飛

空間站艙段和長征五號B運(yùn)載火箭的連接接口直徑超過4米，艙箭分離需要考慮可靠性、沖擊環(huán)境等多個(gè)方面的因素，既要確保安全分離，又要盡量將分離過程中出現(xiàn)的沖擊環(huán)境等不利影響降到最低。因而火箭采用了“雙隔沖框＋阻尼盒”的降沖擊方案，并應(yīng)用了“顆粒阻尼技術(shù)”。“顆粒阻尼技術(shù)”是一種新型振動被動控制技術(shù)，通過顆粒體和阻尼器構(gòu)成一個(gè)耦合、封閉的非線性系統(tǒng)，依靠摩擦和非彈性碰撞，迅速地耗散動能，實(shí)現(xiàn)減振降噪的效果，使空間站艙段可以在“下車”過程中感受到火箭的“溫柔”。

長征五號B運(yùn)載火箭采用一級半構(gòu)型，由芯一級+助推器+艙罩組合體組成，因此沒有單獨(dú)的調(diào)姿和末速修正系統(tǒng)，而是利用一級火箭直接將有效載荷送入預(yù)定軌道。在一級發(fā)動機(jī)關(guān)機(jī)時(shí)，約140噸的推力在幾秒鐘之內(nèi)消失，相當(dāng)于一輛高速行駛的火車突然“剎車”，還要穩(wěn)穩(wěn)停靠在指定位置。研制人員通過采用姿態(tài)控制增益優(yōu)化和復(fù)合制導(dǎo)方法，提高了火箭姿態(tài)控制精度，降低了制導(dǎo)誤差對精度的影響，使火箭在分離時(shí)處于最佳“姿態(tài)”和最準(zhǔn)位置。同時(shí)，增加了2枚反推火箭，使火箭一級箭體可以及時(shí)避開空間站艙段的軌道面，提高了艙箭分離的安全裕度。

關(guān)鍵詞： 運(yùn)載火箭 運(yùn)載能力 姿態(tài)控制