今晚,长征五号B运载火箭顺利飞天,拉开载人航天三步走之第三步——建造空间站的序幕。
与之前的三发长征五号运载火箭相比,“胖五”的四个助推器共减重700多公斤。其中,每个头锥结构减重约12%、近150公斤。
据中国航天科技集团上海航天技术研究院长征五号B运载火箭助推结构系统设计师林连镔介绍,由于长征五号系列火箭采用了前捆绑点主传力的结构,在助推器头锥的前捆绑点处受到高达300多吨的偏置集中力。因此,在看似“小企鹅”的斜头锥里运用了增强强度的承力结构,但由于它的放射性结构,使得“小企鹅”的体重一直居高不下。该结构占到整个头锥重量的60%以上。经设计师团队分析,此处减重空间最大。
长征五号助推研制团队通过技术优化,将原头锥捆绑点下方“多层放射筋壁板+主承力桁条”的多层结构串联的集中力承载扩散结构,优化为结构更加连续、承载效率更高的“主承力桁条+主承力厚板”的新型结构并联共承力的形式,实现头锥结构减重。
同时,设计师还从内部挖潜,据长征五号B运载火箭助推动力系统副主任设计师李会萍介绍道,根据前几发长五的飞行实际,煤油箱的增压气瓶余量较大。经过讨论和分析验证,最终,长征五号B每个助推器中,都减少了1个气瓶,至少减重23公斤;取消后处理管路之后,每个助推至少减重16公斤。由此,四个助推器各减重约189公斤。
减重成功后,四个助推器,每个身高27.7米、净重14.3吨、腰围3.35米,为“胖五”全箭提供主支撑作用。“胖五”站立时,通过前后捆绑点把自身重量分摊到四个助推器上。每个助推底部都有3条腿,即所谓的支撑点;起飞阶段,助推器为全箭提供90%以上的起飞推力。
图:吴敬博