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《科学之友》

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长征七号火箭有多牛

2016-08-10 13:16:01


长征七号运载火箭在海南文昌发射场首飞成功。中国研制的这一全新中型运载火箭,代表了中国近60年运载火箭研制领域的最高水平。此次发射刷新了中国航天史上的多个纪录,开始了中国运载火箭发展的新篇章。


先进技术众多

长征七号有哪些突出的先进性?几位海外专家首先谈到了这种火箭采用的新燃料。

俄罗斯联邦国家航天集团公司旗下知名期刊《航天新闻》观察家伊戈尔·利索夫表示,长征七号用液氧煤油完全替代了此前的高沸点燃料,前者不仅价格低廉,而且更加安全。美国行星学会的载人航天专家贾森·戴维斯也认为,液氧煤油燃烧后生成的是无毒气体和水,有利于环保,正在美国走红的猎鹰9火箭用的也是这种燃料。

法国国家航天研究中心专家热罗姆·维拉分析说,长征七号可以在不变更发动机和火箭各级的情况下加装不同的助推器,并使这些模块协同工作。

中国空间技术研究院研究员庞之浩也指出,长征七号采用通用化、组合化设计,通过调整助推器个数、增加固体助推器、在火箭顶端增加上面级,可实现新一代中型运载火箭系列化。

俄罗斯副总理罗戈津曾表示,在运载火箭研发中着力采用数字化生产技术,可提高劳动生产率,降低成本。

长征七号就是中国首枚采用全数字化手段研制的火箭。它从设计到生产均采用全三维数字平台,基于统一的三维模型实现了设计、分析、仿真、生产与组装的数字化研制新模式,建立了标准规范,为其他火箭型号的推广应用树立了典范。

中国工程师改造了新火箭敏感的内部部件和整流罩,使长征七号具备了防风雨的特性。戴维斯在一篇博客中写道。鉴于海南发射场气候潮湿,常有大风,长征七号从头到脚的排气孔都采取了专门的防水措施,并配有防风减载装置,可在中雨条件下发射,在8级大风中垂直转运。


综合指标突出

有比较才有鉴别。长征七号的指标与当前世界一流运载火箭相比究竟如何?

依据目前世界一流运载火箭的发展水平,近地轨道运载能力在50吨以上的是重型火箭,近地轨道运载能力在1550吨的属于大型火箭,运载能力在215吨的称为中型火箭,在2吨以下的叫小型火箭。长征七号火箭属于中型运载火箭。

20106月,携带飞船模型的美国猎鹰9火箭首射成功。当时尚属中型火箭的猎鹰9,其地球同步转移轨道的运力只有4吨多。但通过近些年的多次改进,猎鹰9已升级为大型火箭。

俄罗斯的联盟系列中型火箭种类较多,可分别发射载人飞船和货运飞船,或与他国合作发射卫星。与其相比,长征七号的近地轨道运载能力有过之而无不及。

美国的安塔瑞斯火箭、印度的极轨卫星运载火箭和地球同步轨道运载火箭也属中型火箭,但推力较小。其中安塔瑞斯用于发射天鹅座货运飞船,2014年该火箭升空后爆炸,目前拟改用新的发动机。印度的上述2种火箭只能发射质量较小的卫星。

长征七号的近地轨道运载能力为13.5吨,太阳同步轨道运载能力是4.5吨,地球同步转移轨道运力达7吨。它将主要用于发射天舟货运飞船,为中国未来的空间站运送补给,也可承担国内外主流卫星发射任务。

例如,它能将13.5吨的有效载荷送入近地轨道,这在国外同类火箭中具有先进水平。其发射可靠性达到98%,属于国际先进水平。其发动机还采用了世界最先进的高压补燃循环系统。

未来,长征七号还需通过多次发射来全面验证火箭设计的正确性和各项性能指标,从而使火箭逐渐定型。预计到2021年这一火箭的各项技术趋于成熟稳定时,长征七号将逐步替代现有的长征二号、三号、四号系列,承担中国80%左右的航天发射任务。

庞之浩指出,综合分析世界各种现役中型运载火箭的运载能力、所采用的发动机技术、每次发射的成本、火箭的可靠性、对各种发射场的适应能力等多种因素,长征七号的性能仅次于已升级为大型运载火箭的猎鹰9,达到了国际先进水平。

 

长征火箭家族谱

长征一号

长征一号运载火箭是一种三级火箭,主要用于发射近地轨道小型有效载荷。1970424日,长征一号成功地将东方红一号卫星送入预定轨道。

长征二号

长征二号运载火箭是一种两级火箭,是中国航天运载器的基础型号。19751126日,长征二号完成了中国第一颗返回式卫星发射任务。

长征三号

长征三号运载火箭是在长征二号基础上于1984年研制成功的,增加了第三级低温高能液氢液氧发动机。此后我国相继研制出长征三号甲、长征三号乙、长征三号丙三种运载火箭。长三甲系列不仅拓展了我国火箭使用范围,也成功打入国际市场。

长征四号

长征四号系列运载火箭包括风暴一号、长征四号、长征四号A、长征四号B等火箭,主要担负地球同步轨道卫星的备份火箭、发射太阳同步轨道的对地观察应用卫星等任务。

长征六号

长征六号运载火箭是三级液体运载火箭,动力系统采用液氧煤油发动机,具有无毒无污染、发射准备时间短等特点,主要用于满足微小卫星发射需求。2015920日,长征六号成功将20颗微小卫星送入太空,创造了我国航天一箭多星发射的新纪录。

长征十一号

长征十一号运载火箭是我国新型四级固体运载火箭,也是我国新一代运载火箭中唯一一型固体型号,主要用于满足自然灾害、突发事件等应急情况下的微小卫星发射需求,能实现24小时以内的快速发射。

长征七号

长征七号运载火箭是我国载人航天工程为发射货运飞船而全新研制的新一代中型运载火箭,也可用于发射人造卫星等其他航天器。

长征五号

作为我国目前起飞规模和运载能力最大的运载火箭,长征五号计划2016年下半年首飞。长征五号将直接服务于我国探月三期工程、载人空间站工程和火星探测工程等具有里程碑意义的国家重大科技工程,并用于不同轨道大型载荷及深空探测任务载荷的发射。

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