长征七号火箭
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长征七号火箭是我国第一型“全绿色”中型火箭

  

△ 长征七号火箭合练箭

  由中国运载火箭技术研究院(以下简称“火箭院”)抓总研制的长征七号火箭(以下简称“长七”火箭)是我国新一代中型运载火箭的基本型,同时也是我国第一型“全绿色”中型运载火箭。
  长七火箭的绿色环保主要体现在燃料上。在我国现役中型运载火箭中,除长征三号甲系列火箭的三子级外,均采用四氧化二氮、偏二甲肼作为推进剂。四氧化二氮、偏二甲肼具有可在常温下储存的优点,但也有诸多缺点:四氧化二氮和偏二甲肼均有剧毒,且造价较高。四氧化二氮具有强氧化性,易分解为红棕色的二氧化氮,有神经麻醉的毒性;偏二甲肼易溶于水,会污染水资源。因此,我国新一代运载火箭从设计之初就确定使用无毒、无污染的液氧、煤油、液氢等推进剂。长七火箭使用的就是液氧、煤油推进剂,比冲比常规推进剂提高20%,推力提高60%,而平均成本仅为常规推进剂的十分之一左右。
  除此之外,长七火箭在整个制造过程中也贯穿着绿色环保的理念。

△长七火箭芯级贮箱

  在贮箱设计上,长七火箭选用了一系列新型材料,以适应液氧、煤油推进剂的特殊要求。长七火箭贮箱结构副主任设计师鄢东洋介绍:“在选择给推进剂‘保温’的绝热层材料时,我们本着‘全绿色’的设计理念,选用了一种对环境无害的新材料。”
  增压输送系统负责将推进剂送入发动机、保持贮箱内压力稳定,被大家形象地称为火箭的“血管”和“肺”。长七火箭增压输送系统设计人员马方超说:“在使用常规推进剂时,火箭氧化剂箱主要靠蒸发产生的四氧化二氮和二氧化氮气体来增压,多余的增压气体会排出箭体。在长七火箭增压系统的设计中,设计人员不仅攻克了深低温推进剂给管路等结构带来的难题,还选用更安全、更环保的氦气作为增压气体,采用了更可靠的闭式增压控制设计,不会再有多余的增压气体排出箭体,使长七火箭的增压输送系统更精确、更高效。”
  长七火箭的制造工艺同样以绿色环保理念为核心。鄢东洋介绍:“为了在保证结构强度的前提下给火箭减重,火箭贮箱的内壁需要铣制出网格式小槽。以前,我国普遍采用化学溶液铣制贮箱,效率不高,不便于控制贮箱重量,还有对操作人员和环境有害。长七火箭贮箱的大部分结构均采用机械铣制,既减少了环境污染,又大大提高了铣制的精确度,使贮箱的重量更精确。”
  从制造工艺到火箭本身,火箭院在长七火箭的研制中本着“全绿色”的理念,这不仅让长七火箭更完美,也拉动了我国运载火箭设计、制造技术向前迈进。