长征七号火箭
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长征七号火箭“三不怕”

  海南风景旖旎,但对于在这里发射的火箭来说,却要接受风、雨、盐雾三重考验。长征七号火箭(以下简称长七火箭)是首型在海南发射的新一代运载火箭,中国运载火箭技术研究院(以下简称“火箭院”)的设计人员采取了一系列措施,将长七火箭打造成一型不怕大风、不怕雨、不怕盐雾的“三不怕”火箭。

不怕大风,可抵八级风

△长征七号火箭转场途中

  每年的8月至11月,受强热带风暴、台风的影响,海南文昌发射场常常出现大风天气;此外,在海边,风速会随着高度的提升而显著加快,地面微风拂面,到了50多米高的地方已是大风猎猎了,这给火箭的转场、发射带来一定的影响。因此,要想在海南发射,长七火箭首先要不怕风。
  为了应对大风天气,火箭院的设计人员把目光投向了长七火箭的脐带塔,他们给火箭设计了一个“扶手”——防风减载装置。长七火箭副总设计师程堂明介绍:“‘防风减载装置’采用可伸展的桁架结构,一端固定在活动发射平台的脐带塔上,展开以后另一端与火箭二级发动机机架接头对接,这样可以在垂直转场的过程中,将火箭与脐带塔连接起来,降低火箭承受的风载。”此外,设计人员还对长七火箭箭体的局部结构以及活动发射平台支撑臂进行了加强,与防风减载装置相得益彰,大大增强了长七火箭的抗风能力。
  程堂明说:“采用了这些措施后,即使海南文昌发射场出现8级大风的天气,长七火箭依旧可以转场,其抗风能力超过现役火箭。”


不怕雨,中雨可照常发射


  海边的天变化莫测,前一分钟晴空万里,后一分钟就可能下起大雨;另外,由于采用深低温的液氧推进剂,加注后的火箭表面温度很低,冷凝水会像下雨一样顺着箭体流下来,箭壁、管路上甚至还会结冰,为此,长七火箭全箭采用防水设计。
  在进行防水设计时,火箭院的设计人员遵循“能在单机解决的,不在系统解决;能在系统解决的,不在总体解决”的原则,从“产品源头”解决防水问题。例如,在部段对接处加装密封条、在细小孔径和缝隙涂硅橡胶、在分离面设计密封结构等,起吊附件、箭体盖板等配置了密封垫;在排气孔处内置导流罩,让排气、防水泾渭分明;针对低温液体贮箱加注后无法避免的冷凝水聚集问题,将“堵”与“疏”合理搭配,在贮箱前短壳与根部位置开设排水孔……在长七火箭上,仅电连接器防水部位就有千余处,这还不包含电缆本体、电缆进出口、仪器本体、仪器与结构缝隙和结构总体的防水设计,由此可见防水工作量之大。
  程堂明说:“有了周到细致的防水设计,即使在中雨的天气中,长七火箭也可照常发射。”


不怕盐雾,面对盐雾“金身不腐”

长征七号火箭的发射塔架


  
海水会产生含盐的微小水滴,部分微小水滴不会因重力而落下,反而弥散在空中,再经过多次变化形成“盐雾”。程堂明说:“海边的空气中盐雾浓度较高,腐蚀性强,内陆的所谓‘不锈钢’拿到海边很快就生锈了。因此,海南文昌发射场一切裸露在外的金属设备都要采用专业的防护措施,以防盐雾侵蚀。”
  程堂明介绍:“由于火箭大部分的时间都被总装垂直测试厂房和发射塔架两大建筑所‘环抱’,因此,防盐雾的功夫主要做在这两个建筑裸露在外的钢结构上,主要的方法就是喷涂防盐雾的涂层。当然,在箭体的关键部位,同样有涂层,有的部位直接使用防腐蚀的材料,从而确保火箭在浓度较高的盐雾中不受侵蚀,‘健康’起飞。”