三送天舟会天和：奏响“冰与火之歌”

　　中国青年报客户端北京5月10日电（中青报·中青网记者 邱晨辉）今天凌晨，伴随着震耳欲聋的轰鸣声，长征七号遥五运载火箭从团团白雾中喷薄而出，在天际划出一道金色曲线，成功将天舟四号货运飞船送入预定轨道。

　　这是中国空间站开启在轨建造以来，长征七号运载火箭第3次将天舟货运飞船送入太空。

　　“又一次携手奔赴空间站天和核心舱，‘快递小哥’与它的‘乘客’已十分默契，火箭总体技术状态也逐渐趋于稳定，飞行可靠性评估值达0.9838这一先进水平。”中国航天科技集团一院长征七号运载火箭总体主任设计师邵业涛说。

　　要把载有大批物资的货运飞船按时送入太空，就必须有运力足、“力气”大、可靠性高的运载火箭。长征七号运载火箭近地轨道运载能力达13.5吨，比采用传统燃料的运载火箭多出一半以上。作为一枚名副其实的“冰箭”，长征七号在南海之畔奏响一曲“冰与火之歌”。

　　一院总体部火箭设计专家徐利杰告诉记者，火箭是卫星等载荷通往太空的“专车”，对于这辆“专车”来说，自重越小越好，能提供动力的燃料越多越好。因为这样，就可以把尽可能多的“运量”留给“乘客”。

　　长征七号是个“钢筋铁骨”的大个子，总体重500 余吨，但90%甚至更多都是燃料的重量，箭体外壳、电缆、仪器等重量加在一起只有50 余吨。

　　徐利杰说，燃料在火箭总体重中比重越大，火箭的结构效率越高，说明设计越合理。火箭的外壳、电缆、仪器等重量被称为“死重”，要把这些部件尽可能设计得简洁、功能强大，以减轻重量。

　　值得一提的是，火箭喷射时的温度最高可达到3000摄氏度，发射瞬间形成的白雾正是发射塔架底部数十米深的导流槽里的水蒸发而成，水蒸气带走大量的热量为火箭降温。

　　“但喷水降温对低温火箭长征七号而言还远远不够。”徐利杰说，当火箭矗立在阳光下，箭体上的水像雨一样哗哗往下流，而在火箭舱体中，则是零下183摄氏度的低温。

　　这是因为长征七号的燃料中有液态氧。徐利杰说，液氧煤油发动机被誉为世界航天动力领域的珠穆朗玛峰，采用无毒无污染的液氧煤油做燃料，经济上比常规发动机推进剂便宜60%，并且可重复使用。其温度之低也会使长征七号表面出现水蒸气凝结现象。

　　低温燃料加注后，试验现场的发射塔就像一个“大冷库”，贮箱隔板外全是厚厚的霜，试验队员每次去检查，头发和眉毛上都会结一层厚厚的霜。

　　长征七号运载火箭动力系统总指挥邓新宇说，低温燃料不仅温度极低，且易燃易爆易蒸发。

　　“目前长征七号加注燃料后停放最长时间为24小时。”邓新宇说，在火箭研制之初，科研人员就把燃料加注后停放24 小时作为一项设计标准纳入型号研制过程，为成功发射争取更多有利时间。

　　在“冰火两重天”的强烈反差下，长征七号如何练就一身防水“金钟罩”？

　　一院总体部火箭设计专家卢松涛说，长征七号对“水”的防护渗透到了每个设计细节中，比如在常规型号中，用来平衡整流罩内外压力的排气孔，在内陆发射时不需要做单独的防水，但是在长征七号上，排气孔也做了专门的防水措施。

　　他告诉记者，在防水设计中，科研人员遵循“能单机解决的，不在系统解决，能系统解决的，不在总体解决”原则，从“产品源头”解决防水问题。

　　除了一身防水“金钟罩”，长征七号的低温液氧贮箱表面还穿着一层厚厚的“棉衣”，主要起到隔绝热传导的作用。穿上“棉衣”之后，贮箱内部能够保持足够的低温环境，使得液氧推进剂不会因温度升高而大量挥发，贮箱外部温度也不会太低，以至于对外部仪器、人员等造成冻伤。

　　“厚棉衣”的主要组成成分是一种塑料泡沫。在棉衣制作过程中，需要使用发泡剂使泡沫膨胀成形，长征七号则使用了一种新型无氟发泡剂，不会对地球臭氧层造成危害。

　　卢松涛说，和以往相比，长征七号液氧贮箱所穿“棉衣”中取消了一层金属铝箔，并实现了自动喷涂泡沫和表面机加的自动化生产。这些改进不仅大大提高了低温液氧贮箱的“棉衣”生产效率，还使“棉衣”更为绿色环保、质地轻盈。