时光飞逝,2016年进入了倒计时。今年,国内外科技圈我们一起见证过的大新闻,你都还记得吗?
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11月,我国第一枚大型运载火箭“长征5号”在海南文昌航天发射场顺利升空。长征五号是我国运载火箭更新换代的里程碑,显著提高了我国进入空间的能力,是我国从航天大国迈向航天强国的标志。
长征五号,为什么会被称为“胖五”?
中国工程院院士、中国运载火箭技术研究院运载火箭系列总设计师龙乐豪曾表示:“长征五号发射顺利升空,标志着中国运载火箭的技术水平又将重新回到世界主流的一次性运载火箭的第一梯队前列,它将成为目前世界上在役的运载能力最大的火箭。”
长征五号火箭的大,首先体现在体积重量大,长征五号火箭芯级直径5米,助推器直径3.35米,都比现役长征二号F火箭多出大约一半。长征火箭火箭高度为56.97米,仅次于使用了逃逸塔的长征二号F火箭。长征五号火箭的起飞质量879吨,比长征二号F火箭的498吨高出76%还多。从外形上,肥硕的长征五号就要比瘦削的长征二号F和长征三号B火箭大得多,长征五号也由此收获了航天爱好者的爱称“胖五”。
“胖五”的芯级全部采用低温推进剂,这在我国运载火箭的研制历史上也是头一次。由于液氢温度为—253℃,液氧为—183℃,所以长征5号火箭内部是远远低于冰点的超低温,是名副其实的“冰箭”。由于其燃烧产生的是水,所以实现了无毒、无污染,这也标志着我国在运载火箭的可靠性、安全性、适应性及环境友好性方面又上了一个新台阶。
“胖五”为何点火9秒后才起飞?
“长二F、长三甲系列火箭一般会在点火后两三秒起飞,长征七号是7秒,而长征五号需要9秒左右。”长征五号运载火箭总体主任设计师何巍解释说,长征五号质量大,建立足够推力的时间更漫长。而且火箭采用液氧煤油和液氢液氧两种异类发动机,“脾气”不同,控制策略复杂,7秒时,发射平台还会喷出火花,引燃掉弥漫出的氢气,再过2秒,火箭才会起飞。
中日火箭技术水平谁更强?
中国现役主力运载火箭的发动机仍然基于20世纪60年代技术,无论火箭总体设计如何变化,也无法与使用20世纪90年代火箭发动机技术的日本运载火箭一较高下。
20世纪80年代,中国同样提出了新一代运载火箭的研制计划,不过由于种种原因,直到21世纪初火箭研制才步入正轨。2000年和2001年,120吨级液氧煤油发动机和50吨级液氧液氢发动机先后立项研制,2006年国家批准了长征五号火箭的研制立项。官方资料称,长征五号火箭起飞质量约879吨,起飞推力约1078吨,地球同步转移轨道运载能力约14吨,在运载能力上远高于日本运载能力最高的H-IIB火箭,即使是未来H-III系列火箭中运载能力最大的型号,运载能力也无法媲美我国的长征五号火箭。
日本H-IIB火箭
事实证明长征五号火箭虽然在运载能力和运载系数上实现了对日本运载火箭的超越,但由于我国工业基础尤其是基础的材料和机械等部分落后于日本,长征五号火箭的技术水平和日本现役运载火箭仍有一定的差距,尤其是火箭发动机上差距比较明显。即使首飞时间比日本H-II火箭晚了20多年,但长征五号火箭的YF-77液氧液氢发动 机仍然在推力和比冲两项关键性能上,还是落后于日本的LE-7液氧液氢发动机,长征五号第二级使用的YF-75D发动机在这两项指标上也略逊一筹。
“胖五”升空 中国进入大火箭时代
中国航天科技集团公司副总经理杨保华表示,长征5号运载火箭是我国目前研制规模和技术跨度最大的航天运输系统工程,它采用无毒无污染的推进剂,起飞推力超过一千吨,具备近地轨道25吨的能力、地球同步转移轨道14吨的能力,与国际上主流运载火箭的运载能力相当。长征5号运载火箭的成功首飞,不仅极大提升了我国运载火箭技术空间的能力,而且使我们空间站工程的运输保障系统更加完善,为空间站建造运营奠定了更加坚实的基础。
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