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“胖五”减肥记:减重700多公斤后的长征五号B如何运输大块头“乘客”

2021-01-02 21:50:01

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“胖五”减肥记:减重700多公斤后的长征五号B如何运输大块头“乘客”

东方网05-05 18:45:01


东方网记者解敏5月5日报道:5月5日18时,海南文昌航天发射场,长征五号B运载火箭一飞冲天,成功将新一代载人飞船试验船送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。

经过64个月的坚持不懈,“胖五”以长征五号B的身份重新回到大众的视线之中,“首飞成功”自此拉开了我国载人航天三步走之第三步——建造空间站的序幕。空间站是中国航天事业追梦之旅的又一新起点,长征五号B作为空间站实验舱的运输工具,代表着我国当前的航天实力,具有世界一流水平。


长征五号B运载火箭(摄影:张阳)

长征五号B运载火箭是在长征五号基础上,按系列化、模块化、组合化思路研制的一款新型大型运载火箭,主要用于近地轨道大型航天器发射。“胖五”将依次发射空间站的各个舱段,使其在轨道上组成“天宫”。远看长征五号B遥一运载火箭与之前的三发长征五号运载火箭并没有区别,但当深入了解后,会发现经过多次的技术改进,“胖五”也在不断地变化。

“胖五”家族助推模块的头锥由于飞行动力的需求,它和长征火箭家族中的其他兄弟姐妹们有所不同。火箭助推结构系统设计师林连镔介绍,由于长征五号系列火箭采用了前捆绑点主传力的结构,在助推器头锥的前捆绑点处受到高达300多吨的偏置集中力。为了有效扩散和支撑如此大的偏置集中力,增强与前捆绑点处相连的偏置集中力承载结构,在看似“小企鹅”的斜头锥里运用了增强强度的承力结构,但是由于它的放射性结构,该结构占到了整个头锥重量的60%以上,使得它的“体重”一直居高不下。经设计师团队分析,此处减重空间最大。


中国航天科技集团八院(以下简称“八院”)承担了长征五号B四个助推器以及外部安全系统、芯级配套电池等研制工作,提供90%的起飞推力;同时承担了新一代载人飞船试验船能源管理系统、太阳帆板、信息管理功能测控子系统等研制任务。助推研制团队通过拓扑优化技术对头锥传力路径进行优化,基于拓扑优化结果对捆绑点下方集中承载和扩散结构开展工程化减重优化设计,将原头锥捆绑点下方“多层放射筋壁板+主承力桁条”的多层结构串联的集中力承载扩散结构优化为结构更加连续、承载效率更高的“主承力桁条+主承力厚板”的新型结构并联共承力的形式,实现头锥结构减重约12%,近150公斤。

同时,设计师还从内部挖潜,据长征五号B运载火箭助推动力系统副主任设计师李会萍介绍道,根据前几发长五的飞行实际,煤油箱的增压气瓶余量较大,经过讨论和分析验证,在长征五号B每个助推器中都减少了1个气瓶,至少减重23公斤。另一方面,取消后处理管路之后,每个助推器至少减重16公斤。

当长征五号B顺利升空的那一刻,研制团队的心终于安定了下来。这发任务面临着疫情突发、人员数量减少、任务周期长、首飞责任重的新形势、新特点,大家无时无刻不在心里告诉自己:“要认真对待每一个细节。”中国航天的铁律是不能让产品带着隐患上天。当研制团队通过详细的验证、不断的“双想”、全面的复查,再到任务圆满成功,一气呵成。


作者:解敏

选稿:朱雯

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