祁永泉
“七弟”是誰?“五哥”又是啥模樣?現(xiàn)在我來告訴大家。
我國新一代運(yùn)載火箭“長征七號(hào)”在天津研發(fā)成功,科研人員現(xiàn)正日夜奮戰(zhàn),為2016年的首飛做準(zhǔn)備。由于“長征七號(hào)”是長征系列運(yùn)載火箭家族的最新成員,我們稱它“七弟”。七弟之上,自然有大哥、二哥……五哥等兄長。
“長征七號(hào)”啥模樣
要回答這個(gè)問題,我們先了解一下運(yùn)載火箭的大體結(jié)構(gòu)。
運(yùn)載火箭主要由有效載荷艙段、控制儀器艙段、推進(jìn)劑貯箱段和發(fā)動(dòng)機(jī)艙段四部分組成。
1.有效載荷艙段位于火箭頭的部分,它的用途就是裝載需運(yùn)載的貨物(如人造衛(wèi)星、宇宙飛船或核彈頭)。它的外部裝有流線型整流罩,以保護(hù)運(yùn)載物和減少空氣阻力。這個(gè)整流罩里如果裝載的是核彈頭,則一直“戴著”它直至命中目標(biāo):如果裝載的是航天器,就在火箭飛出大氣層時(shí),及時(shí)自動(dòng)把它拋掉。
2.控制儀器艙段是火箭的指揮中樞區(qū)域,裝有制導(dǎo)系統(tǒng)、姿態(tài)控制系統(tǒng)、電源和配電系統(tǒng)。它的功用就是控制運(yùn)載火箭保持一定姿態(tài),確保按既定的軌道飛行。
3.推進(jìn)劑貯箱段是用于裝載推進(jìn)劑的部位。它占去運(yùn)載火箭體積的大部分、占總質(zhì)量的80%—90%。為了增大運(yùn)載能力,貯箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)很精致,用材要求越輕越好,還要有盡可能高的強(qiáng)度,不易破裂,一般多采用高強(qiáng)度鋁合金材料制成。
4.發(fā)動(dòng)機(jī)艙段是用于安裝火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的部位,有的火箭還在這個(gè)艙段外部安裝尾翼。發(fā)射前,運(yùn)載火箭通過它與發(fā)射架相連:發(fā)射后在飛行過程中保持外形完整和穩(wěn)定飛行軌道。
“長征七號(hào)”到底啥模樣?我告訴大家:它呀,是個(gè)大塊頭!比它的大哥、二哥可要大得多。例如,它的二哥——那個(gè)在1975年11月26日完成中國第一顆返回式衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)的“長征二號(hào)”火箭,全長31.17米,最大直徑3.35米,能把1.8噸的衛(wèi)星送入距地面數(shù)百千米的橢圓形軌道。而“長征七號(hào)”,雖然最大直徑也是3.35米,但身子要長得多,僅助推器部分就比它二哥長一倍!它能把重13.5噸的貨物運(yùn)到近地軌道,它的太陽同步軌道運(yùn)載能力為5.5噸,主要用于滿足未來空間站發(fā)射貨運(yùn)飛船的需要。比它那位大哥,即1970年4月24日將“會(huì)唱歌”的“東方紅一號(hào)”衛(wèi)星成功地送入預(yù)定軌道的“長征一號(hào)”運(yùn)載火箭,就更勝一籌了。大哥身長29.86米,最大直徑2.25米,只能把300千克重的衛(wèi)星送入440千米高的近地軌道。
別看七弟箭體那么大,壁厚卻只有1.7毫米,和我們用的玻璃杯的厚度差不多,是用特殊的航天材料制成的。箭體節(jié)約下來的質(zhì)量,主要是為了運(yùn)送更重的運(yùn)載物。
而且據(jù)專家介紹,七弟還是個(gè)“有頭腦”的智能火箭呢!能夠自檢自測(cè)許多項(xiàng)目,這更是比它的哥哥們先進(jìn)的地方。
七弟和五哥誕生記
一個(gè)國家的火箭運(yùn)載能力有多強(qiáng),航天舞臺(tái)就有多大。近幾十年來,我國航天事業(yè)雖然有了長足的發(fā)展,但面對(duì)今后越來越重的任務(wù)——按照我國航天事業(yè)發(fā)展規(guī)劃,2020年左右將建成20噸級(jí)的空間站:在空間站建造完成后要開始全面運(yùn)營,包括長期載人飛行、軍事和科學(xué)應(yīng)用,需要頻繁發(fā)射貨運(yùn)飛船和載人飛船:另外還有探月、火星探測(cè)等系列工程等。我國現(xiàn)役火箭運(yùn)載能力難以滿足上述需要,必須由更大動(dòng)力的火箭來實(shí)現(xiàn)。于是,從2008年6月起我國在天津建設(shè)了新一代運(yùn)載火箭研制生產(chǎn)基地。經(jīng)過多年奮發(fā)努力,中國的航天人拿出了“長征五號(hào)”和“長征七號(hào)”兩型主力火箭。
更彪悍的五哥
與七弟比起來,五哥顯得更加高大、彪悍,它是我國目前研制的規(guī)模最大、技術(shù)跨度最大的航天運(yùn)輸系統(tǒng)工程。五哥最大直徑5米、總長約57米,是我國首個(gè)從總體到系統(tǒng)均采用全新技術(shù)的大型液體運(yùn)載火箭。光一個(gè)整流罩就大得驚人——直徑5.2米,長12.5米,是我國目前研制出的最大的整流罩。這可以讓火箭有更多的載荷空間。在這個(gè)巨大的火箭整流罩下面,人一下子渺小了很多!“長征五號(hào)”近地軌道運(yùn)載能力約25噸,地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力約14噸??杀燃鐨W盟“阿里安5”美國“宇宙神5”“日本H2A/B”等國際先進(jìn)大型運(yùn)載火箭,能有力支撐我國探月三期、二代導(dǎo)航、載人空間站等重大工程項(xiàng)目的實(shí)施。
“長征五號(hào)”將從天津坐大輪船去它的發(fā)射地點(diǎn)——海南文昌衛(wèi)星發(fā)射中心,因?yàn)椋嫶蟮纳碥|,有些火車的涵洞、隧道是過不去的。讓我們期待著七弟和五哥的成功首飛!
你知道嗎
長征系列運(yùn)載火箭大家族將再添新成員
長征系列運(yùn)載火箭大家族的新成員除了我們上面說的倆兄弟,今年,我國還將首次發(fā)射“長征六號(hào)”“長征十一號(hào)”兩種小型火箭。目前,“長征八號(hào)”和重型火箭也正處于論證階段。
自1 970年“長征一號(hào)”火箭將“東方紅一號(hào)”衛(wèi)星送入太空以來,我國成功發(fā)射了主要用于極地軌道有效載荷的“長征二號(hào)”“長征四號(hào)”系列火箭,和發(fā)射地球同步轉(zhuǎn)移軌道的“長征三號(hào)”系列火箭。加入長征系列運(yùn)載火箭大家庭的“長征六號(hào)”為三級(jí)小型火箭,是正在研制的新一代無毒無污染小型液體運(yùn)載火箭,預(yù)計(jì)有700千米高度太陽同步軌道500千克的運(yùn)載能力。該火箭成本低、可靠性高、適應(yīng)性強(qiáng)、安全性好。主要用于減災(zāi)應(yīng)急需要的“長征十一號(hào)”為我國首枚固體運(yùn)載火箭,它可以在24小時(shí)之內(nèi)完成發(fā)射,將大大提高火箭快速進(jìn)入空間能力。
截至目前,我國已經(jīng)研制形成了長征一號(hào)、二號(hào)、三號(hào)和四號(hào)4個(gè)系列13種型號(hào)的運(yùn)載火箭,實(shí)現(xiàn)了200多次發(fā)射。即便如此,集中在兩年時(shí)間發(fā)射四種新型火箭,這在我國火箭史上也是非常鮮見的。更何況在發(fā)射數(shù)量上,未來三年預(yù)計(jì)將完成50次發(fā)射,如此高密度的發(fā)射計(jì)劃背后表明的是我國衛(wèi)星應(yīng)用和宇航活動(dòng)正在迎來高峰。