长七火箭再飞天有三大看点

发布时间 : 2017-04-21     来源 : 中国运载火箭技术研究院新闻中心

  昨天,长征七号运载火箭(以下简称“长七”火箭)成功发射我国首艘货运飞船。这次发射有哪些看点?跟以往的火箭发射有哪些不同呢?


听见“点火”别着急,默数7秒才起飞


  我国此前的火箭发射时,指挥员下达“点火”口令后不久,火箭就喷出了火焰;在2016年,长七火箭首飞时,许多人发现,指挥员下达“点火”口令后,等待了数秒,火箭才喷出尾焰,又过了一秒多才飞起来,这是为什么呢?


△长七火箭正在转场


  长七火箭总体副主任设计师徐利杰介绍:“与此前的火箭相比,长七火箭的点火方式有很大差异。简单地说,此前的火箭是使用火工品(俗称‘火药’)点火,口令下达后3秒左右就能见火;而长七火箭则是利用高压煤油冲破点火导管,带点火剂的煤油在燃烧室与氧化剂接触实现点火。相对于前者,长七火箭的点火方式更稳定、冲击更小。发动机启动过程需要有数秒的泄压时间,随后1秒左右就可以见到火焰喷出,但火箭推力的增大也不是一蹴而就的,大约1秒后,推力才能超过长七火箭的重量。所以,听到‘点火’口令后别心急,默数7个数,火箭就飞起来了。”


尾焰白又亮,发射台氤氲如仙境


  在长七火箭之前,我国火箭的尾焰大多是橘红色的,而长七火箭的尾焰颜色不仅又白又亮,长度也超过了以往的火箭。“这是因为火箭使用了环保的液氧、煤油燃料和新型的大推力液氧煤油发动机。”徐利杰说:“我国此前的火箭采用的推进剂是四氧化二氮和偏二甲肼,不完全燃烧的四氧化二氮在常温下易分解成红棕色的二氧化氮气体,伴随着火箭起飞,这种气体围绕在发射塔架周围,形成我们看到的‘红色烟雾’。而液氧、煤油燃烧的颜色则是泛蓝的亮白色。与此前的发动机相比,长七火箭采用的大推力液氧煤油发动机尾焰的温度更高、流速更快,所以尾焰又亮又长。”


△长七火箭点火时的发射台


  尾焰的温度高达上千度,为了保护发射台,同时降低起飞过程中的噪声,长七火箭起飞过程中采用两级喷水进行降温降噪。“在火箭的尾焰喷出前,发射平台台面的喷水设施会先喷一层厚的水膜;在火箭飞起来后,还会对着尾焰喷一次水。两次喷水过后,活动发射平台台面的温度大大降低,同时起到很好的降噪效果,而喷出的数百吨水有三成左右在高温中汽化,使得发射平台‘云雾缭绕’,宛如仙境。”


在近百公里高空可“仰望”二级火箭点火


  在以往的火箭发射电视转播中,我们常常看到从地面“仰望”火箭点火升空的画面。在这次发射中,我们有机会看到火箭在飞行到近百公里的高空后,火箭二级点火的画面。原来,设计人员在火箭的一级顶部增加了一个“向上看”的摄像头。


△长七火箭


  长七火箭测量系统主任设计师周广铭介绍:“火箭上的摄像头学名叫‘图像测量系统’。在分析火箭的飞行状态或找寻故障时,图像比其它数据更直观、更客观。自2005年首次启用至今,设计师们利用火箭上的摄像头已发现了许多新的规律,还查清了许多‘悬而未决’的问题。这次新增的这个摄像头主要是为了看清火箭一级与二级分离时的画面。此前,观察这一系列动作的摄像头安装在二级尾舱或二级箭体外壁上,视野中有许多遮挡物。若安装在一级顶端,就能更清晰地观察到二级火箭的分离与点火,这在世界上也是很少见的。所以,在这次飞行中,我们有机会‘仰望’火箭在近百公里高的空中点火的画面。”

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