再問蒼穹 從“新”出發(fā)
椰風(fēng)碧海，巨箭聳立；馴火牧天，撼山動地?？矗￠L征火箭再度出征，中國航天以奮進的姿態(tài)走到一個新的歷史坐標。
這一幕，似曾相識。130多天前，長征五號遙三運載火箭成功飛天，“胖五”再度叩響太空之門。
這一幕，又倍感新鮮。長征五號B運載火箭接過“哥哥”長征五號的“接力棒”，以探索太空的勇者姿態(tài)，扶搖直上九天。
這一飛，標志著中國空間站階段飛行任務(wù)首戰(zhàn)告捷；這一飛，拉開了我國載人航天工程“第三步”任務(wù)的序幕。這是中國航天的一小步，也是建成未來空間站的一大步。
以文昌發(fā)射場為新起點，長征五號B運載火箭的首飛帶上了“新乘客”——新一代載人飛船試驗船。新的火箭、新的飛船試驗船又有哪些新特點、新功能？請隨記者一道去看一看。
新火箭——
身懷獨門絕技的“大力士”
繼承“哥哥”長征五號的優(yōu)秀基因，“弟弟”長征五號B同樣是地地道道的“大力士”—火箭芯一級直徑為5米，捆綁4個直徑3.35米的助推器，全長約53.7米，起飛質(zhì)量約849噸，近地軌道運載能力大于22噸。
但仔細比較不難發(fā)現(xiàn)，長征五號B和長征五號有著諸多不同——
從構(gòu)型上看，長征五號B的“骨架”更緊湊了。長征五號采用兩級半構(gòu)型，而長征五號B則首次采用一級半構(gòu)型。熟悉長征運載火箭家族的朋友都知道，過去的長征系列運載火箭都是兩級以上構(gòu)型，而長征五號B獨特的一級半構(gòu)型就是為了練就“一氣呵成”“精準入軌”的絕技。
從外觀上看，長征五號B的“腦袋”更大了。長征五號B的超大整流罩長度達20.5米，比長征五號整流罩長了近8米，是我國目前最大的火箭整流罩。
從用途上看，長征五號B搭載的“乘客”更特殊了。長征五號主要用于發(fā)射高軌道大型衛(wèi)星以及各類深空探測器，例如嫦娥五號月球探測器、火星探測器等；長征五號B則是用于發(fā)射近地軌道的大型衛(wèi)星及飛船，如載人空間站的核心艙等。
從運載能力看，長征五號B的“肌肉”更發(fā)達了。長征五號地球同步轉(zhuǎn)移軌道運載能力約為14噸，而長征五號B近地軌道運載能力大于22噸。
如果僅看兩位“兄弟”的表面差異，那未免太小瞧“弟弟”長征五號B了。真正讓“弟弟”長征五號B獨步“箭林”、傲視群雄的，是它那擁有諸多首創(chuàng)、獨特的航天“黑科技”。
先來看看長征五號B的超大整流罩。這個超大整流罩有6層樓房高，如此寬敞的空間，是發(fā)射空間站核心艙和實驗艙獨享的“私人定制”。這頂超級大的“桂冠”，既是長征五號B的身份標識，也是它的專屬配制。但對研制團隊來說，長征五號B的超大整流罩可不像是做帽子那樣簡單，加大一下尺碼就可以完成。
為了改善氣動特性，長征五號B的整流罩采用了馮·卡門曲線外形設(shè)計，可以有效減少空氣的阻力和載荷的影響。而要想把這個分量很重的“帽子”在太空中“摘”下來，也不是一件容易事。經(jīng)過多個方案比較，研制團隊最終采用旋轉(zhuǎn)式分離方案，攻克這一難題。
長征五號B沒有單獨的調(diào)姿和末速修正系統(tǒng)，而是利用一級半構(gòu)型火箭直接將有效載荷送入預(yù)定軌道。也就是說，從點火到入軌要“一鼓作氣”。這就好比打籃球，原來的多級構(gòu)型火箭，從發(fā)球到投籃，可以經(jīng)過幾名隊友傳遞配合，一步步完成。但長征五號B一上場便要投3分球。
如何保證長征五號B“一投就進”呢？這就需要解決“上得去”和“投得準”的問題。研制團隊充分發(fā)揮了液氧煤油發(fā)動機大推力、氫氧發(fā)動機高比沖的優(yōu)勢，有效解決了“上得去”的問題；創(chuàng)新運用姿態(tài)控制增益優(yōu)化和復(fù)合制導(dǎo)方法，提高火箭姿態(tài)控制精度，成功解決了“投得準”的問題。
艙箭分離同樣是一大關(guān)鍵技術(shù)?？臻g站艙段和長征五號B連接接口直徑超過4米，要讓這個重達20多噸的空間站艙段安全順利地“到站下車”絕非易事。這好比在高速行駛的兩輛汽車上傳遞嬰兒，既要確保安全分離、順利交接，又要將過程中出現(xiàn)的碰撞風(fēng)險降到最低，以免“磕碰”到“嬰兒”。
研制團隊圍繞降低和改善沖擊環(huán)境開展了專題攻關(guān)，采用“隔沖框+阻尼盒”降沖擊方案，應(yīng)用顆粒阻尼技術(shù)，實現(xiàn)減振降噪，讓空間站艙段在“下車”過程中，不會感到較大顛簸。同時，為了提高艙箭分離后的安全裕度，還增加了2枚離軌火箭，確保分離后火箭一級箭體可以及時避開空間站艙段的軌道面。
可以說，長征五號B的發(fā)射過程看似簡單，其中的技術(shù)并不簡單；長征五號B與長征五號“長相”相似，卻有著別具一格的硬核功能。（徐 童 解放軍報記者 安普忠）
