天州3號貨運列車:隔熱,防雨,防風。
日前,長征七號遙四運載火箭在中國文昌航天發射場將天舟三號貨運飛船送入太空,并成功送入預定軌道中國的天宮空間站迎來了新的參觀者
宇航員要在空間站長期停留,吃,穿,用甚至呼吸必要的物質,維持空間站正確軌道所需的燃料要用貨運飛船運輸為了保障太空快車在運輸過程中的安全,中國航天科技集團公司第一研究院的研制人員專門將火箭制作成了具有防熱,防雨,防風功能的特種貨運車
《防熱服》
據中國航天科技股份有限公司第一研究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,核心級發動機會發出熾熱的火焰此時,助推器后面的過渡段將承受火焰噴射產生的強大熱流如果其熱防護設計不足,會造成結構燒蝕,而過度設計則會影響火箭的運載能力
姚瑞娟說,于是,設計師們創新了耐熱材料的應用和安裝,在火箭助推器上放上了像開衫一樣的特殊耐熱氈,不僅重量更輕,而且耐熱效率更高。
她告訴記者,如果采用傳統方法,在助推器后面的過渡段噴涂防熱涂層,生產周期會更長于是,設計師創新思路,將防熱服從后過渡段表面的噴涂改為在身上穿著
設計師用耐高溫材料為助推器制作了一種柔性防熱氈它有內,面和夾層,從靠近核心層的一側開始,在遠離核心層的外側開口它像開衫一樣包裹助推器,這樣可以保護后過渡段免受火災
姚瑞娟說,采用傳統的防熱方法,整個助推器噴涂防熱涂層,重量在70公斤到100公斤之間,而新的防熱氈重量只有20公斤左右,重量減輕了75%左右,防熱效果更好柔性防熱氈已成功應用于長征七號火箭,未來還將在其他型號上推廣應用
雨衣
新一代運載火箭發射場氣候濕潤,雨量較大,全年12小時內降水多為5—15毫米的中雨中國航天科工集團第一研究院綜合部設計師盧松濤介紹,現役火箭在發射窗戶時,總是避開雷暴,而長征七號火箭則能在中雨中發射,這是因為新一代運載火箭的設計是防水的
其實火箭防水不止是防雨看過火箭發射的人都看過裝填后的火箭由于低溫推進劑的影響,箭體表面溫度較低,冷凝水像雨一樣順著箭體流下,這也是火箭應該防的水此外,箭壁和管道上的冷凝水可能會結冰,當冰融化時,會形成霜和融水
火箭如何防水盧松濤說,在防水設計上,開發商遵循什么能在單機上解決,不在系統里,而在系統里,不在整體解決的原則,從產品源頭解決防水問題
在新一代運載火箭設計之初,通過結構設計盡量實現防水功能盧松濤說,長征七號火箭電連接器有1000多個防水部件,不包括電纜本體,電纜進出口,儀器本體,儀器與結構的縫隙,結構整體專業防水由此可見防水工作量之大
抗8級風。
文昌航天發射場存在淺風,給長征七號火箭垂直過渡帶來挑戰。
中國航天科技集團一院長征七號運載火箭總設計師程唐明說:為了改善風
程唐明說,文昌發射場在離地面50—60米高度的風速比地面高得多我們稱這種隨地面高度變化的風為淺風地面感覺微風,火箭水平可能是‘大風’
為此,長征七號火箭模型團隊對火箭局部結構進行了適當加固,為火箭設計了防風減載裝置該裝置采用可伸縮桁架結構,一端固定在活動發射平臺的臍帶塔上,另一端展開后與火箭二次發動機框架的接頭對接,使火箭在垂直過渡過程中與臍帶塔連接,可顯著降低火箭上的風荷載
程唐明說,有了防風減載裝置,長征七號火箭就不怕大風天氣,可以全天候轉場。
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