为什么火箭有尖头的,还有圆头的?

发布时间 : 2018-05-02     来源 : 中国运载火箭技术研究院新闻中心

  

  这是一张长征系列运载火箭的型谱图,图中的十余型火箭都是中国运载火箭技术研究院(以下简称“火箭院”)抓总研制的。从这张图上你会发现,其中一枚火箭上像是有一根“避雷针”,在多枚火箭当中一枝独秀。而为什么火箭有尖头的,有圆头的呢?


为什么火箭有尖头的?

 

 

 

△执行载人发射任务的长征二号FT系列火箭


  火箭设计师刘秉说,图中的尖头火箭是执行载人发射任务的长征二号F火箭(以下简称“长二F”火箭),大家看到的像“避雷针”一样的装置其实是逃逸塔,这是载人火箭的独有设计。
  逃逸塔在长二F火箭顶部,高约8米。它的作用是在火箭冲出大气层时,一旦出现意外,帮助宇航员脱离险境,保证他们的生命安全。
  逃逸塔是越长越好吗?据介绍,逃逸塔的尺寸是通过理论计算和试验反复调整确定的。在设计逃逸塔时,主要考虑结构重量问题,在满足逃逸功能所需足够强度和气动外形的基础上,逃逸塔整体重量应尽可能轻。


为什么火箭有圆头的?


  刘秉介绍,大家看到的火箭“圆头”,其实是火箭的整流罩,但并不是所有火箭的整流罩形状都完全相同。比如长二丙、长三甲系列火箭是圆锥结构整流罩,新一代运载火箭和执行非载人任务的长二F T系列火箭是冯•卡门曲线整流罩。

  

 
△圆锥结构整流罩



△冯•卡门曲线整流罩


  什么是冯•卡门曲线呢?刘秉说,冯•卡门曲线是一个流体动力学概念,由美国著名工程力学大师、航天技术理论的开拓者冯•卡门发现并创立,具有减小空气阻力和载荷影响的作用。“中国航天之父”钱学森就是冯•卡门的得意门生。
  冯•卡门曲线整流罩外表如水滴状,流线型好,能够减少空气阻力和发射过程中的脉动压力,同时减轻了对箭体结构的压力影响,更好地保护整流罩的有效载荷。
  圆锥结构整流罩虽没有冯•卡门曲线整流罩的保护效果好,但是它简单可靠。经过多年的实践证明,圆锥结构整流罩完全能够胜任发射任务的要求。因此,在多型现役火箭中,圆锥结构整流罩仍然延续使用。

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