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，我們一起探秘夢天！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)

(資料圖片)

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)略任務實施的“開門紅”，拉開了空間站階段飛行任務的序幕，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的骨干力量，“長五B”已給出最優(yōu)解答......

長征五號B運載火箭是按照空間站工程任務要求，為滿足空間站艙段發(fā)射任務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。

長征五號B運載火箭正式批復立項，承擔發(fā)射空間站艙段的任務，運載火箭命名為長征五號B，代號CZ－5B

長征五號B運載火箭方案通過評審，轉(zhuǎn)入初樣研制階段

長征五號B運載火箭轉(zhuǎn)入試樣研制階段

長征五號B遙一運載火箭通過出廠評審，首飛任務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

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定軌道，首飛任務取得圓滿成功，實現(xiàn)空間站階段飛行任務首戰(zhàn)告捷

長征五號B運載火箭首次飛行任務

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。“長五B”的首飛成功標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)任務的順利實施奠定了堅實基礎。

長征五號B運載火箭開展了多項技術(shù)攻關和創(chuàng)新，多項首創(chuàng)“黑科技”為空間站艙段打造“專屬座駕”。

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

空間站交會對接任務對長征五號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)射準備的“提前量”和低溫推進劑“蒸發(fā)”的“消耗量”間的關系。為此，研制人員通過可靠性分析和試驗實現(xiàn)了關鍵系統(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

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”。

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定軌道。在一級發(fā)動機關機時，約140噸的推力在幾秒鐘之內(nèi)消失，相當于一輛高速行駛的火車突然“剎車”，還要穩(wěn)穩(wěn)停靠在指定位置。研制人員通過采用姿態(tài)控制增益優(yōu)化和復合制導方法，提高了火箭姿態(tài)控制精度，降低了制導誤差對精度的影響，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。

關鍵詞： 運載火箭 運載能力 姿態(tài)控制