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长征五B首飞成功，专家揭秘火箭4大亮点，对飞船进行解读

昨天18时 ， 长征五号B遥一运载火箭 ， 搭载新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱 ， 在我国文昌航天发射场点火升空 。 约488秒后 ， 载荷组合体与火箭成功分离 ， 进入预定轨道 ， 首飞任务取得圆满成功 。 这意味着我国载人航天空间站建设将进入实质阶段 ， 参与我国载人航天工程建设的长征火箭“三勇士” ， 至此全部亮相 。 采访人员获悉 ， 预计今年7月 ， 长征五号火箭还将发射我国首个火星探测器 。
长征五B首飞成功，专家揭秘火箭4大亮点，对飞船进行解读
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长征五号B运载火箭正在进行垂直转运屠海超摄
长征五号B遥一运载火箭由中国航天科技集团所属中国运载火箭技术研究院抓总研制 ， 长征五号火箭总指挥王珏介绍 ， 长征五号B火箭是专门为我国载人航天工程打造的全新构型的火箭 ， 代表了我国运载火箭技术的最高水平 ， 承担着发射载人航天工程空间站核心舱和实验舱的艰巨任务 。 作为一级半构型火箭 ， 它的芯级采用5米直径 ， 捆绑4个3.35米直径的助推器 ， 全箭总长约53.66米 ， 起飞质量约849吨 ， 近地轨道运载能力为22吨级 。
我国载人航天工程按“三步走”发展战略实施：第一步 ， 发射载人飞船 ， 建成初步配套的试验性载人飞船工程 ， 开展空间应用实验；第二步 ， 突破航天员出舱活动技术、空间飞行器的交会对接技术 ， 发射空间实验室 ， 解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题；第三步 ， 建造空间站 ， 解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题 。
按照“三步走”发展战略 ， 先后有三型长征火箭参与其中 ， 执行了多项发射任务 。 分别是成功率100%、有着“神箭”美誉的长征二号F火箭；有货运飞船“专属列车”之称的长征七号火箭；以及此次成功发射的“胖五”家族新成员 ， 空间站建设的核心骨干 ， 长征五号B火箭 。 未来载人航天长征“三勇士”将携手合作 ， 分别承担起我国空间站舱段、载人飞船、货运飞船的发射任务 。
中国载人航天工程办公室主任助理季启明介绍 ， 此次长征五号B火箭搭载了新一代载人飞船试验船、柔性充气式货物返回舱试验舱以及十余项实验载荷 。 其中新一代载人飞船试验船 ， 是面向我国空间站运营及未来载人探月需求而研发的新一代天地往返运输器 ， 本次任务将对飞船高速再入返回的防热、控制、群伞回收及部分重复使用等关键技术进行验证；柔性充气式货物返回舱试验舱 ， 是我国新型空间运输飞行器的试验器 ， 本次任务将对充气展开式返回飞行器轨道再入关键技术进行验证 。 按照飞行程序 ， 试验舱和试验船完成在轨试验后 ， 计划分别于今天和5月8日返回东风着陆场 。
今年长征五号系列火箭将执行三次发射任务 ， 长征五号B火箭首飞；预计今年7月 ， 长征五号火箭将发射我国首个火星探测器；今年年底前 ， 长征五号火箭将发射嫦娥五号月球探测器 ， 实现月球采样返回 。
■飞船解读
新飞船试验船是“两居室”
昨天 ， 由中国航天科技集团有限公司第五研究院研制的新一代载人飞船试验船揭开面纱 。 新一代载人飞船更大更舒适 ， 将可乘坐6名至7名航天员 。
新飞船试验船是“两居室” ， 一个是返回舱 ， 是整船的指令中心 ， 也是航天员生活居住的地方 。 未来的新飞船将可乘坐6名至7名航天员；另一个是服务舱 ， 是整船能源与动力中心 。 其中返回舱采用“墙壁+保温层”的双层壳结构 ， “墙壁”围起来的是航天员的“驾驶室” ， 具有容积大、密封性好、舱内视野遮挡少等特点 。
作为未来航天员的新座驾 ， 新飞船试验船更加智能 。 一旦出现问题 ， 新飞船试验船能通过系统智能的算法自己给自己“诊病” ， 找到“病灶”并临时或长久剔除“病灶” 。
为了实现多功能使用 ， 新飞船试验船采用“搭积木”式的模块化设计 。 未来根据不同的任务需求 ， 通过相同的返回舱和不同的服务舱的配置就可以完成 ， 此外 ， 新飞船试验船也提升了高价值设备的可重复使用率 ， 让成本大幅降低 。 本报采访人员张航通讯员郭斌邵素芝
我国空间站2022年前后建成
中国载人航天工程办公室主任助理季启明昨天透露 ， 我国空间站将于2022年前后完成建造 ， 为此一共规划了12次飞行任务 ， 其中四次载人飞行任务的航天员乘组已选定 。
季启明表示 ， 此次任务后 ， 将先后发射天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱 ， 进行空间站基本构型的在轨组装建造；其间 ， 规划发射4艘神舟载人飞船和4艘天舟货运飞船 ， 进行航天员乘组轮换和货物补给 。
目前 ， 我国空间站核心舱已完成正样产品总装 ， 问天实验舱和梦天实验舱正在开展初样研制；空间科学应用载荷已陆续转入正样研制 ， 执行空间站建造阶段四次飞行任务的航天员乘组已经选定 ， 正在开展任务训练 。 此外 ， 我国第三批预备航天员选拔工作也将于今年年中完成 。
针对今年中国航天发射连续两次失利 ， 季启明表示 ， 目前两次失利的故障定位和机理已基本明确 。 同时长征五号B火箭和任务相关系统也迅即开展了故障剥离和举一反三 ， 进行技术状态和产品质量的再复查、再复核、再确认 。 本报采访人员张航
■火箭揭秘
我国首个一级半构型火箭力气大送得准安全可靠
长征五号B火箭是我国首个一级半构型火箭 。 这种结构的火箭强在哪里？中国运载火箭技术研究院专家介绍 ， 作为一级半构型火箭 ， 长征五号B火箭系统简单 ， 安全可靠 ， 可以实现一气呵成 ， 精确入轨 。
专家介绍 ， 目前世界各国采用较多的是多级火箭 。 长征五号B火箭一级半直接入轨 ， 减少了分离次数 ， 有效提升了可靠性 。 减少了级数后 ， 技术人员还要攻克两个难题 。 第一是“上得去” ， 火箭推力要足够大 。 第二是要确保“送得准” ， 也就是入轨要精准 。 为了当好运送空间站舱段的“专属列车” ， 长征五号B火箭有许多首创的航天科技亮点 。
亮点1
超大整流罩——不止于大
整流罩是运载火箭的重要组成部分 ， 用于保护卫星或其他有效载荷免受气动力、气动加热及声振等有害环境的影响 。 长征五号B火箭拥有目前我国最长最大的整流罩 ， 整流罩长度达到20.5米、直径5.2米 ， 相当于六层楼的高度 ， 如此宽敞的空间 ， 也是为了发射空间站核心舱和实验舱而量身打造的 。
为了改善气动特性 ， 长征五号B火箭整流罩采用流线型的冯·卡门曲线外形 ， 可以更好地减小空气阻力 ， 减轻载荷影响 。 同时整流罩分离采用了旋转式分离方案 ， 确保超大整流罩可以安全、可靠地实现分离 。
亮点2
验证“零窗口”发射——获取新技能
为了满足空间站交会对接的要求 ， 长征五号B火箭需要做到“零窗口”发射 ， 将发射时间误差控制在1秒以内 。 这就要求火箭各系统在点火前提前做好准备 。 由于低温推进剂加注后会不停地“蒸发”消耗 ， 长征五号B火箭需要综合权衡好“提前量”和低温推进剂“蒸发”的“消耗量”的关系 。
【长征五B首飞成功，专家揭秘火箭4大亮点，对飞船进行解读】长征五号B运载火箭总设计师李东表示 ， 研制团队从发射可靠性提升和发射流程优化两个方面开展了科技攻关 ， 通过可靠性分析和试验 ， 实现了关键系统可靠性提升；通过射前流程优化 ， 提高了各系统对“零窗口”发射的适应性 。
亮点3
大直径舱箭分离——以“柔”克刚
空间站舱段和长征五号B火箭的连接接口直径超过4米 ， “乘客”和火箭的分离不是“下车”那么简单 ， 需要考虑可靠性、冲击环境等多个方面的因素 ， 既要确保安全分离 ， 又要尽量将分离过程中出现的冲击环境等不利影响降到最低 ， 要像把婴儿抱出婴儿车那般轻柔、谨慎地完成空间站舱段与火箭的分离 。
为此 ， 长征五号B火箭研制团队围绕降低和改善冲击环境开展了专题攻关 ， 对多种降冲击方案进行比较和试验后 ， 采用了“隔冲框＋阻尼盒”的降冲击方案 ， 并应用了“颗粒阻尼技术” ， 迅速地耗散动能 ， 实现减振降噪的效果 。 经过试验验证 ， 舱箭分离界面的分离得到有效改善 。
亮点4
大推力直接入轨——“一步登天”
作为一级半构型的火箭 ， 长征五号B火箭没有单独的调姿和末速修正系统 ， 而是利用一级火箭直接将有效载荷送入预定轨道 。
面临新的难题和挑战 。 研制团队从入轨姿态控制、入轨精度控制、分离安全控制三个方面开展了攻关 ， 帮助火箭在分离时处于最佳“姿态”和最准位置 。 同时 ， 为提高舱箭分离后的安全裕度 ， 增加了2枚离轨火箭 ， 确保舱箭分离后 ， 火箭一级箭体可以避开空间站舱段的轨道面 。
来源：北京晚报采访人员张航通讯员姜哲贾智云
编辑：tf008


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