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天舟三號「貨運專列」:隔熱防雨又抗風

兩岸

天舟三號「貨運專列」:隔熱防雨又抗風
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天舟三號「貨運專列」:隔熱防雨又抗風

2021年09月27日 17:09 最後更新:17:31

9月20日,長征七號遙四運載火箭在中國文昌航天發射場,托舉天舟三號貨運飛船駛入太空,成功將其送入預定軌道,中國「天宮」空間站迎來新的訪客。

航天員要在空間站長期駐守,吃、穿、用乃至呼吸所需的物資,空間站維持正確軌道所需的燃料都要靠貨運飛船運送。為了保障「太空快遞」在運輸過程中的安全,中國航天科技集團一院研製人員特別將火箭打造成防熱、防雨、防風的“貨運專車”。

「防熱服」

據中國航天科技集團一院長征七號遙四運載火箭結構設計師姚瑞娟介紹,火箭飛行過程中,芯級發動機會噴出熾熱的火焰,此時,助推器後過渡段要承受噴焰回卷的強熱流,其熱防護設計如果不夠就會造成結構燒蝕,而過度設計又會影響火箭的運載能力。

姚瑞娟說,於是,設計師們創新防熱材料應用和安裝方式,將像「開衫」一樣的特製防熱毛氈“披”在火箭助推器上,不僅重量更輕,而且防熱效率也更高。

她說,如果採用傳統方法,在助推器後過渡段噴塗防熱塗層,生產周期較長。於是,設計人員創新思路,將防熱服由「噴」在後過渡段的表面變為“披”在身上。

設計人員採用耐高溫的材料,給助推器做了一塊柔性防熱毛氈。它有「里」、有“面”、有夾層,從靠近芯級的一側開始“披”上,在遠離芯級的外側開口,就像一件「開衫」一樣包裹助推器,使後過渡段免受大火“烤”驗。

姚瑞娟說,採用傳統的防熱方式,在助推器上整體噴塗防熱塗層,重量在70公斤至100公斤之間,而新型防熱毛氈重量只有20公斤左右,重量減輕約75%,且防熱效果更好。柔性防熱毛氈已在長征七號火箭上成功應用,後續還將推廣應用於其他型號。

「防雨衣」

新一代運載火箭發射場氣候潮濕,降水量大,全年12小時內降水5至15毫米的中雨較多。中國航天科技集團一院總體部設計人員盧松濤說,現役火箭發射選擇窗口時,都會避開雷雨天,而長征七號火箭則能實現中雨發射,這是因為新一代運載火箭做了「防水」設計。

其實,火箭防水不僅僅是防雨水。看過火箭發射的人都見過加註後的火箭,受低溫推進劑的影響,箭體表面的溫度低,冷凝水像下雨一樣順著箭體流下來,這也是火箭要防的水。除此之外,箭壁、管路上的冷凝水還可能結冰,冰融化又會形成冰霜融化水等。

火箭如何防水?盧松濤說,在防水設計中,研製人員遵循「能在單機解決的,不在系統解決,能在系統解決的,不在總體解決」原則,從“產品源頭”解決防水問題。

在新一代運載火箭設計之初,防水功能盡量通過結構設計實現。盧松濤稱,長征七號火箭僅電連接器防水部位就有千餘處,這還不包含電纜本體、電纜進出口、儀器本體、儀器與結構縫隙和結構總體專業防水,防水工作量之大可見一斑。

可抗8級風

文昌航天發射場有「淺層風」,給長征七號火箭垂直轉場帶來挑戰。

中國航天科技集團一院長征七號運載火箭總設計師程堂明說,「為了提升抗風能力,我們給長征七號火箭裝上了‘防風減載裝置’,這樣一來,即使遇到8級大風天氣,火箭依舊可以轉場。」

一般情況下,陸地上最大的風級為9級,氣象學上,8級以上的風便達到「大風」級別。每年8月至11月,文昌發射場會受到強熱帶風暴和颱風影響,由於臨海,風速隨著距地面高度的增加而越來越大。

程堂明說,文昌發射場距地面五六十米高的地方的風速要遠高於地面風速,我們將這種隨距地面高度而變化的風稱為「淺層風」。“地面感受到的是微風,火箭一級的地方可能就是‘大風’了。”

長征七號火箭型號隊伍為此對火箭局部結構進行了適當加強,並為火箭設計了一個「防風減載裝置」。這套裝置採用可伸展的桁架結構,一端固定在活動發射平台的臍帶塔上,展開以後另一端與火箭二級發動機機架接頭對接,這樣在垂直轉場過程中,將火箭與臍帶塔連接起來,能夠顯著降低火箭受到的風載。

程堂明說,有了「防風減載裝置」,長征七號火箭便不怕「大風」天氣,可全天候轉場。

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謝鋒指對「台獨」沒妥協餘地 促美落實一中原則

2024年01月10日 08:37 最後更新:08:37

中國駐美大使謝鋒應邀在卡特中心紀念中美建交45周年研討會上發表視像演講。

謝鋒指出,台灣問題是中美關係中最重要最敏感的問題。「台獨」與台海和平水火不容,對於「台獨」分子,中國政府沒有妥協的餘地。美方應該以實際行動遵守一個中國原則和中美三個聯合公報規定,將美國領導人不支持「台獨」、不尋求把台灣問題作為遏制中國工具的表態落到實處,與中方一道維護台海和平穩定和中美關係大局。

中國駐美大使謝鋒應邀在卡特中心紀念中美建交45周年研討會上發表視像演講。中國駐美大使館網站圖片

中國駐美大使謝鋒應邀在卡特中心紀念中美建交45周年研討會上發表視像演講。中國駐美大使館網站圖片

在談到中美關係時,謝鋒指中美關係從來就是建立在承認彼此不同和尊重彼此核心利益的基礎上,分歧差異不應該成為阻隔中美交流合作的攔路虎。競爭應該是講規則的公平競爭,而不能是你死我活、零和博弈的惡性競爭,更不能以競爭為名剝奪他國正當發展權益。國家與國家的競爭應該是田徑賽,而不是拳擊賽。

資料圖片

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