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从零讲:诗作日记之长二F整流罩@春

(2016-08-01 00:02:06)
标签:

长征二F

整流罩

载人飞船

神舟十一

365

杂谈

分类: 长征好诗评
从零讲:诗作日记之长二F整流罩@春从零讲:诗作日记之长二F整流罩@春

整流罩@春
神舟十一将翱翔
载人飞船躲迷藏
长征二F整流罩
逃逸系统相见欢
改进外壳整过容
设计曲线冯卡门
流线外表少阻力
运载能力促提升



注1:长征二号F载人运载火箭将于10月中旬发射:可能于2016年10月17日发射神舟十一号载人飞船的长征二号F遥十一火箭,接载二位航天员,将与计划于9月中旬发射的天宫二号进行交会对接与其他任务。届时,如同当年神舟九号、神舟十号飞船与天宫一号完成空间交会对接任务,整流罩将保护好神舟十一号载人飞船与天宫二号的火箭发射飞行任务 。长征二号F火箭,是中国目前唯一用于发射载人飞船的火箭。
注2:长二F载人运载火箭整流罩简介:整流罩用于保护卫星及其它有效载荷,是运载火箭的重要组成部分。“长征二号F”火箭整流罩是一种全新的金属皮加半硬壳式结构,与以往发射卫星的火箭的整流罩不同,“长征二号F”火箭整流罩在正常飞行时,主要任务是保护飞船在大气层飞行时不遭受气动开荷和气动加热的作用,而一旦火箭出现异常时(39公里以下),上半截整流罩又要充当逃逸系统的承载结构件,它的双重功能使得其设计难度相当大,与其相关联的许多部件的设计和加工都成为关键技术。看似简单的一个壳体,并不是人们过去印象里的火箭外壳,而是由主结构及为逃逸使用的上下支撑机构、栅格翼及其释放机构、灭火装置等组成,其作用是保证分离的高可靠及满足逃逸时承受最大载荷的需要,简单讲,就是正常时,左右半边整流罩能离合;异常时,则上下半截整流罩能分离。运载火箭作为搭乘载人飞船的工具,既不能中途停下来检查,更不能返回到地面修理,可靠性也十分重要。为了加大“长征二号F”火箭可靠性、安全性系数,火箭的整流罩比传统火箭整流罩的要求更为苛刻,试验和生产的工作量比过去增加了两倍。技术人员克服了工艺状态不稳定,结构复杂,精度要求极高的困难,攻克了解锁机构等难关,弥补了中国在这一领域的技术空白。
注3:攻克正常状态下解锁机构简介:解锁装置的调试是逃逸系统整流罩生产中的难关之一。这种装置排列在整流罩两侧,由几十把特种锁组成。当火箭达到一定高度且一切正常时,解锁装置将按预定程序启动,把整流罩分解为左右两瓣后与火箭分离。解锁的关键是必须同步进行,“异锁同声”地传出一声清脆的声音,容不得一只锁提前或者滞后,否则将给发射造成灾难性后果。当年在初次调试时,解锁怎么也不同步,声音总是不齐。初夏时节,外面的气温还算不上太热,整流罩里却密不透风,人如同置身于一个闷罐里。同时,技术人员还要忍受解锁时产生的高分贝噪音,那种感觉如同室内射击时不戴耳塞一样。然而他们没有灰心,拆了装、装了拆,不厌其烦。功夫不负有心人。经过反复摸索,车间员工们找到了调试规律,降伏了顽皮的解锁装置。随着一声“巨响”,几十把锁齐刷刷地打开。
注4:长二F载人运载火箭整流罩的多重作用:长征二号火箭的整流罩具有以下五个作用:一是火箭升空前,整流罩在地面起着保护罩内航天器对温度、湿度、洁净度要求的作用;二是火箭升空穿过大气层时,整流罩又可以使航天器免受因高速气流产生的气动力、噪声和气动热损伤;三是发射前5分钟至发射后120秒内,在紧急情况下实施逃逸时,由逃逸塔与上半截整流罩构成的逃逸飞行器,能瞬间逃离危险区;四是在高空星箭分离前再遇不测,上半截整流罩靠启动罩壁上4台高空逃逸发动机,带航天器脱离险境;五是在一二级分离后,如火箭一切正常,表示整流罩的保护作用到此为止,则左右半边整流罩进行分离动作,火箭抛整流罩后,接着才能进入船箭分离阶段。
注5:长二F火箭整流罩的再进化:2011年的首次空间交会对接任务,对火箭的运载能力及飞船的入轨精度指标要求明显提高。因此,对用于发射天宫一号和神舟八号飞船执行中国首次交会对接任务的两枚火箭进行大动规模改进。其中,目标飞行器比神舟飞船的体积吨位都较大,因此,整流罩非大改不可。这枚用来发射天宫一号被外界称为“长二F改”的火箭,改进最明显的外观特征,就是去掉逃逸塔,把整流罩增大加长,以及外形头椎曲线将采用中国首次研制气阻更小的“冯·卡门”曲线(非载人状态)。过去,整流罩制造过程中展开是一个平面;现在,按“冯·卡门”曲线制造的整流罩展开是立体的,整流罩由原来的长10.7米加长为12.7,最大直径由原来的3.8米增大为4.2米。该整流罩可以减少气动阻力最大值3%,减小最大脉动压力24%,虽然直径增大体型加长,其空气阻力反倒减少,进而减轻载荷加大的影响,这也表明航天制造工艺水平的提高。另外,火箭助推器的顶端形状由原来的椭球形变成锥形,可以承载更多的推进剂。经过改进后的“改进型长二F”“变壮”了,从下一发开始再次两度执行飞行任务:发射天宫一号和神八的运载能力分别为8.6吨和8.1吨,比以往的“长二F”提高了0.6吨和0.1吨。
注6:冯·卡门曲线简介:冯·卡门曲线外形,与传统整流罩的圆锥外形不同,冯·卡门曲线整流罩外形好像水滴状,流线型更好,更利于减少空气阻力和发射过程中的脉动压力,更好地发挥整流罩“整流”的作用,提升运载能力,为火箭的成功发射提供更好的保障。冯·卡门,1881年5月11日出生,匈牙利犹太人,1936年入美国国籍,是20世纪最伟大的航天工程学家,被誉为“航空航天时代的科学奇才”,也是“中国航天之父”钱学森的老师。冯·卡门曲线,就是基于冯·卡门在流体动力学研究成果而画出的曲线。冯·卡门曲线头部涉及很多复杂的加工工艺以及材料成型问题,具有很高的技术难度。长二F研制团队在进行了一系列艰苦的工艺攻关、论证后,才最终将采用冯·卡门曲线的整流罩从理论变成现实。目前此种结构整流罩已经在长征二号F改进型火箭、长征五号火箭等进行了应用。

从零讲:诗作日记之长二F整流罩@春
整流罩前锥段采用冯·卡门方程从S点到E点的曲线
注7:逃逸塔简介:有关介绍,请点阅博文【逃逸塔@春】。
注8:栅格翼简介:有关介绍,请点阅博文【栅格翼@春】。
注9:长征二号F火箭简介:有关介绍,请点阅博文【二F@春】。

★长征诗评总目录一年长征•时事诗评•中国好声音,请点阅【长征好诗评@春系列】。
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