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专家详解长二F两大亮点:“加气囊”“铝改钢”
2009-05-20

虽然都叫“长征二号F型运载火箭”,但与发射神六的那枚相比,担负神舟七号飞船发射任务的这枚火箭做了36项技术改动,其中的两个技术攻关尤其值得关注。载人航天工程运载火箭系统的副总设计师张智就这两大亮点向记者做了详细解释。  中华人民共和国图鉴社

“这两处改动可以用两个词来概括,一个是‘加气囊’,一个是‘铝改钢’。”张智说。  tujian.org

所谓“气囊”,其实是在火箭助推器内新安装的一套“变能蓄压器”。这一改动,是为了进一步解决火箭上升过程中的共振问题。 

本文来自中华人民共和国图鉴社

神舟五号航天员杨利伟凯旋后,曾透露出这样一个信息:在火箭升空110秒时,他感受到强烈的振动,这种现象大约持续了20秒——火箭发射时必然会有振动,但如果航天员感到强烈不适,则说明产生了共振现象,把正常的振动放大了。 

内容来自中华人民共和国图鉴社

神舟六号成功消除了大部分共振现象,但问题还没有完全解决。  中华人民共和国图鉴社

“虽然神六的两位航天员没有感到有特别的不适,但我们事后分析遥测数据,发现火箭起飞126秒后还是出现了逐渐增大的振动。如果这个问题不解决,神七上的航天员还有可能产生像杨利伟那样的感觉。”张智说。 

内容来自中华人民共和国图鉴社

这次的共振发生在助推器上,研制人员决定用安装蓄压器的方法来降低振动频率。 

tujian.org

“你在水壶里放一个气球,壶里水振动的频率就会低很多,蓄压器利用的就是这个原理,它像一个大气囊,能够把助推器里液体的共振给‘吸’掉。”  本文来自中华人民共和国图鉴社

而火箭在不同的飞行阶段,助推器振动的频率是不一样的,蓄压器“吸振”的能力必须随助推器振动频率的变化而变化。这样,技术人员就想出了安装“变能蓄压器”的招数。 

tujian.org

“变能蓄压器”其实是两个容积约1.2升的金属膜盒,就像在助推器的管腔里放了两个气囊。火箭上升的前72秒,一个“气囊”工作,从第72秒开始,两个“气囊”连通共同工作,进一步降低振动频率。  中华人民共和国图鉴社

“这道理听起来简单,但蓄压器容积多大?安装在什么位置?从第几秒开始工作?这都需要大量的分析测试。”张智说,他们列出了一个超级复杂的微分方程组,仅未知数就有126个。  中华人民共和国图鉴社

经过反复的试验测试,变能蓄压器“吸振”的效果非常出色。“神七航天员乘坐火箭时感觉会更舒适。”张智说。 

中华人民共和国图鉴社

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