长征七号运载火箭(缩写:CZ-7),是中国航天科技集团公司一院为主研制,是为满足我国载人空间站工程发射货运飞船和未来运载火箭更新换代的需要而研制的新一代高可靠、高安全、无毒、无污染的中型液体火箭。长征七号火箭采用“两级半”构型,箭体总长53.1米,芯级直径3.35米,捆绑四个直径2.25米的助推器,起飞重量597吨,运载能力达到近地轨道13.5吨,太阳同步轨道5.5吨,达到国际先进水平。
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长征七号火箭首飞那些要知道的事
发布时间:2016-06-25    来源:新华社

全新外观,全新设计,全新燃料,全新理念……静静矗立在大海之滨的长征七号运载火箭,即将迎来首次太空遨游之旅。

作为我国最新研制的新一代中型运载火箭,长征七号从运输方式到总体装配、从加注停放到点火启动、从燃料类型到环境适应等方面都发生了巨大变化。新华社记者24日在海南文昌航天发射场采访了火箭各系统的相关专家,探寻长征七号首飞那些要知道的事。

7.4秒的点火“沉寂期”

【事实】和以往长征系列火箭发射相比,长征七号在接到零号指挥员下达的“点火”指令后,将进入短暂的“沉寂期”。约7.4秒后,长征七号才会喷射出白色火焰。

【专家说】长征七号火箭副总设计师助理胡晓军:以往发射的火箭依靠火工品点火,通过火药启动剂点燃火箭,为一次性使用,存在无法点燃的风险。长征七号火箭使用的是我国第一台闭式发动机,具备多次启动能力,其点火原理是通过高压煤油本身冲破点火器,推到预燃室,再进入发动机。由于高压补燃会多出5秒的泄压时间,所以导致喷火时间延后,7.4秒后才能看到火焰。

【解析】这种点火方式不再需要火药起动剂,可靠性更高,操作更加简单,启动更加平稳。此外,常规推进剂在点火过程中会排放出一部分燃料,燃烧后直接排除不再产生推力。采用高压补燃的方式则不会有推进剂泄出,燃烧效率更高。

24小时的停放时间“创纪录”

【事实】目前除长征七号火箭之外的现役长征系列运载火箭,燃料加注后的停放时间一般为一周左右,但长征七号燃料加注后的停放时间为24小时。

【专家说】长征七号火箭动力系统总指挥邓新宇:长征七号加注的是低温燃料,这种燃料不仅温度极低,且易燃易爆易蒸发。燃料加注后停放24小时,已经创造了低温燃料停放时间最长纪录。为保证火箭加注后状态正常,试验队员不但要实时监控检测数据,还要每隔一个小时到现场检查火箭状态。加注了低温燃料后的发射塔,犹如一个大冷库,贮箱板外结满了厚厚的霜,每次检查,试验队员都会被冻得瑟瑟发抖。

【解析】由液氧和煤油组成的低温燃料,燃烧后产生二氧化碳和水,无毒无污染,不会对环境造成任何破坏。从这个意义上讲,长征七号是名副其实的“绿色”火箭。

500余吨的“大个子” 超九成是燃料

【事实】50余米高的长征七号运载火箭,总体重达到了500余吨,但其中箭体外壳、电缆、仪器等“干货”的总质量只有50余吨,其余均为液氧煤油推进剂。

【专家说】长征七号火箭设计人员徐利杰:燃料在火箭中的比重越大,说明火箭的设计越合理,结构效率越高。火箭的外壳、电缆、仪器等部件的质量称为“死重”,在保证功能强大的同时要尽可能简洁、以减轻重量。

【解析】火箭是卫星等载荷通往太空的运输工具,火箭的自重越小、提供的燃料越多,就可以把尽可能多的“运量”留给卫星等载荷,使载荷增加更多功能件、携带更多试验产品及燃料等,在太空发挥更大作用。

400吨水化解3000摄氏度热浪

【事实】长征七号运载火箭点火起飞时,箭体尾部喷出的火焰将直冲发射平台,3000摄氏度左右的高温足以熔化绝大多数金属和非金属材料,即使特殊材料制成的发射平台表面有防热涂层,也很难承受如此高温。

【专家说】“大流量喷水降温降噪系统”技术负责人陈劲松:在长征七号运载火箭发动机点火前,位于发射平台上的一级喷水系统会向发射平台喷射一层厚度为5厘米的水膜,当长征七号飞达5米高以后,位于发射平台两旁的二级喷水系统会继续向箭体尾部火焰中心喷水,两级喷水设施各喷20余秒,总喷水量400吨。

【解析】400吨水中,30%会瞬间汽化到大气中,60%则通过导流槽流走。大量的水分蒸发将使发射平台核心区降温1000摄氏度左右。此外,这个系统还具有良好的降低噪音效果。

三维技术打造第一枚“全数字”火箭

【事实】在长征七号运载火箭二级箭体增压导管安装现场,沿袭几十年的设计安装图纸已不见踪迹,取而代之的是电脑显示屏中的三维圆柱体。

【专家说】型号调度尚晓菁:原来用二维平面设计图纸,很多情况下并不能看到导管的准确形状,准确安装位置也需要图纸的参数再进行计算。现在通过三维模型,安装工程师可以形象、直观地掌握管线的准确位置和走向。

【解析】长征七号运载火箭采用了三维技术,从设计到生产,均采用全三维数字平台,是我国首枚“全数字”火箭,也标志着我国运载火箭开始迈入全生命周期数字化的大门。(李国利 陈曦 曾涛 王婷)

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