[科学技术]解码长征五号B火箭：四大“黑科技”打造空间站“专属列车”

5月5日18时，长征五号乙运载火箭在中国文昌航天发射场点火，成功将新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物回送舱试验舱送入预定轨道。第一次飞行任务完全成功。

长征5 B运载火箭由中国航天科技集团公司下属的中国运载火箭技术研究院研制，是中国第一代半配置大型液体运载火箭，专门为中国载人空站项目研制。

为了成为运输空站段的“专列”,长征5 B运载火箭进行了多项技术研究和创新，掌握了一批具有自主知识产权的核心技术。记者采访了相关专家，破解了长征五号乙火箭的四大“黑技术”:

——其中一项“黑技术”:超大型整流罩的开发

长征五号乙火箭的整流罩直径5.2米，长度20.5米，相当于一座六层楼的高度。这是目前中国最大的整流罩，是专门为装载空站舱而设计的。

为了改善气动特性，火箭整流罩采用流线型的冯·卡门曲线形状，可以更好地减小空空气阻力，减小载荷影响。同时，整流罩的分离采用旋转分离方案，保证超大整流罩能够安全可靠地分离。

——《黑色科技》2:“零窗口”发布

为了满足空站间交会对接的要求，长征五号乙火箭需要以“零窗口”发射，并将发射时间误差控制在1秒以内。长征五号乙火箭作为我国第一枚“零窗口”发射的低温火箭，需要综合权衡低温推进剂“蒸发”的“提前”与“消耗”的关系。

长征五号乙运载火箭总设计师董力表示，开发团队通过可靠性分析和测试，实现了关键系统的可靠性提升；通过优化预发射过程，提高了各系统对“零窗口”发射的适应性。

——《黑技术》第三期:大直径舱箭分离

空空间站舱和长征5 B火箭之间的连接接口直径超过4米。舱火箭分离需要考虑可靠性、撞击环境等诸多因素。有必要确保安全分离，并尽量减少分离过程中对环境的影响等不利影响。

为此，研究小组采用“隔震框架+阻尼箱”的减震方案，应用“粒子阻尼技术”达到减振降噪的效果。实验证明，舱火箭分离界面的分离得到了有效改善。

——“黑色科技”4号:大推力直接进入轨道

长征五号乙火箭作为一级半构型火箭，没有单独的姿态调整和末段速度修正系统，而是利用一级火箭直接将有效载荷送入预定轨道。当一次发动机停机时，约140吨的推力在几秒钟内消失，相当于高速列车突然“刹车”，停在指定位置。

董力表示，为了满足更高的轨道精度和分离安全要求，研究小组开展了轨道姿态控制、轨道精度控制和分离安全控制技术研究。采用姿态控制增益优化和复合制导方法，提高了火箭姿态控制精度，减小了制导误差对精度的影响，使火箭在分离过程中处于最佳“姿态”和最精确的位置。同时增加了两枚离轨火箭，使火箭一级火箭体能够及时避开空站舱的轨道平面，提高了舱火箭分离的安全裕度。

值得一提的是，长征5 B运载火箭和长征5号运载火箭同属长征5号系列火箭的“家族”，是目前国内运载能力最大的系列火箭。虽然外观上有一些相似之处，但两种火箭在设计和使用上有许多不同之处。

从构型上看，长征五号运载火箭采用二个半构型，长征5 B运载火箭采用一个半构型。外观上，长征5 B火箭的超大整流罩是其最突出的特点，比长征5 B火箭长近8米，是国内最大的火箭整流罩。从使用角度看，长征五号运载火箭主要用于发射高轨道大型卫星和各种深空探测器，如嫦娥五号月球探测器和火星探测器；长征5 B运载火箭主要用于发射低地球轨道上的大型卫星和航天器，如manned/きだ0/站的核心舱和实验舱。运载能力方面，长征五号火箭在地球同步转移轨道(gt0)的运载能力约为14吨，长征五号乙火箭在低地球轨道(leo)的运载能力不低于22吨。

据长征五号乙运载火箭总指挥王珏介绍，长征五号乙火箭从建立到首次飞行，经历了近十年的发展。长征五号乙火箭作为为建设载人航天工程空站而专门研制的新型运载火箭，其首次成功发射标志着空站建设进入了实质性阶段王爵说。(结束)