夢天實驗艙作為中國空間站的第二個實驗艙，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。夢天實驗艙發(fā)射在即，中國載人航天官方平臺特別推出《解碼夢天》系列科普文章，為大家介紹夢天實驗艙，首期內(nèi)容讓我們一起了解托舉夢天實驗艙的專屬“座駕”——長征五號B運載火箭。
夢天實驗艙與長征五號B遙四運載火箭組合體轉(zhuǎn)運至發(fā)射區(qū)
2022年10月25日，搭載著空間站夢天實驗艙的長征五號B遙四運載火箭穩(wěn)穩(wěn)轉(zhuǎn)運至發(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......
歷經(jīng)十載磨一“箭” 一朝騰飛天下聞
長征五號B運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載火箭。從立項到首飛，長征五號B運載火箭經(jīng)歷了近十年的研制歷程。
2011年11月
長征五號B運載火箭正式批復(fù)立項，承擔(dān)發(fā)射空間站艙段的任務(wù)，運載火箭命名為長征五號B，代號CZ－5B
2012年1月
長征五號B運載火箭方案通過評審，轉(zhuǎn)入初樣研制階段
2018年11月
長征五號B運載火箭轉(zhuǎn)入試樣研制階段
2020年1月
長征五號B遙一運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船及柔性充氣式貨物返回艙試驗艙
2020年5月
長征五號B遙一運載火箭在文昌航天發(fā)射場點火升空，搭載首飛載荷順利進入預(yù)定軌道，首飛任務(wù)取得圓滿成功，實現(xiàn)空間站階段飛行任務(wù)首戰(zhàn)告捷
長征五號B運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載火箭，“長五B”的運載能力是我國現(xiàn)役火箭中最大的，近地軌道運載能力達到25噸，唯它能托舉起重達20噸以上的空間站艙段發(fā)射入軌�！伴L五B”的首飛成功標(biāo)志著我國運載火箭近地軌道運載能力躋身國際前列，為我國空間站工程后續(xù)任務(wù)的順利實施奠定了堅實基礎(chǔ)。
多項“黑科技” 打造艙段專屬“座駕”
長征五號B運載火箭開展了多項技術(shù)攻關(guān)和創(chuàng)新，多項首創(chuàng)“黑科技”為空間站艙段打造“專屬座駕”。
01 超大整流罩，不止于大
長征五號B運載火箭擁有目前我國最長最大的整流罩，整流罩長度達到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運載火箭整流罩
02 “零窗口”發(fā)射，分秒無誤
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)在點火前提前做好準(zhǔn)備，等待點火。作為采用液氫、液氧等低溫推進劑的“冰箭”，長征五號B運載火箭的“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實現(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)了我國低溫運載火箭“零窗口”發(fā)射的先河。
“零窗口”點火起飛
03 大直徑艙箭分離，以“柔”克剛
空間站艙段和長征五號B運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)”�！邦w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”。
04 大推力直接入軌，一步到位
長征五號B運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)動機關(guān)機時，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)�？吭谥付ㄎ恢谩Ｑ兄迫藛T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，使火箭在分離時處于最佳“姿態(tài)”和最準(zhǔn)位置。同時，增加了2枚反推火箭，使火箭一級箭體可以及時避開空間站艙段的軌道面，提高了艙箭分離的安全裕度。
長征五號B運載火箭不僅安全可靠、能力強，還可以為不同的“乘客”定制不同的“客艙”，這種定制化設(shè)計讓火箭可以更好地與航天器適配，使航天器能在有限的空間中安裝更多的載荷來實現(xiàn)最大能力。此次發(fā)射的長征五號B遙四運載火箭根據(jù)夢天實驗艙的形狀、重量進行了定制化設(shè)計。為了滿足夢天艙和火箭在發(fā)射區(qū)的工作需求，專門在火箭整流罩上設(shè)計了操作口的開口；為了滿足夢天實驗艙上升段無線通信的需求，在火箭整流罩上也專門定制化設(shè)計了整流罩相應(yīng)的透波口；在軌道方面也對滿足夢天實驗艙入軌的需求進行了軌道的設(shè)計，以及入軌精度的詳細評估。
十里銀灘
巨箭聳立
靜待夢天
叩問寰宇
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