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前沿科技解读丨不走寻常路的“胖五”

河南科协2020-08-30 07:08:44

“胖五”

北京时间2016年11月3日晚8点43分,伴随着耀眼的橙红色火光和浓浓的烟雾,我国最新一代运载火箭“长征五号”拔地而起,像一枚利箭一般直刺苍穹,成功地飞入了太空。半个小时之后,“长征五号”完成了载荷和火箭主体分离,前者顺利进入预定轨道,开始了一段激动人心的星空漫游之旅。


“长征五号”发射画面



大块头的“胖五”




也许多年来,随着我国一代代运载火箭顺利升空,大家已经有些见怪不怪了。但这一次的“长征五号”,却和它的前辈们截然不同。为什么这么说呢?因为它有很多独树一帜的特点,比如最显而易见的一个:体格庞大。和前辈们比起来,“长征五号”的尺寸规格明显大出了一大圈,显得又高又壮,是个十足的大块头。也正因为这个原因,它得到了一个可爱的外号——“胖五”。




身为我国高度最高、体积最大的火箭,“长征五号”的主体直径达到了5米,而之前最大的主体直径是3.35米。为了贝博app体育这个超重量级的大家伙,之前那些通过高度只有3.5米的隧道都不够用了。因此,“长征五号”的组装是在天津完成的,这样它就可以依赖海运,乘着船来到发射地——位于海南岛的文昌基地。此外,“胖五”不但胖,还很高:它的高度也达到了57米,相当于20层楼房的高度,是个霸气的“大巨人”。不用说你也能猜到,“胖五”的吨位也是首屈一指的:质量为878吨,比“长征家族”的其他成员们都重得多!



长征五号首次飞行任务圆满成功


力大无穷的“胖五”



不过,“胖五”这么庞大的身躯并不只是装装样子的,它的确有着与之匹配的霸道实力。依靠内藏着的新型发动机,“长征五号”起飞时的总推力,达到了前所未有的1 060吨。它一举成为中国运载能力最强的火箭,达到近地轨道25吨级、地球同步转移轨道14吨级。



要知道在此之前,我国火箭发动机的单台推力最大只有70吨左右,近地轨道运载能力只有14吨。可是那些未来的航天任务,比如载人登月、火星探测、北斗卫星、空间站建设、大型望远镜项目等,个个都是“重量级”的,少说也需要20吨以上的运载能力。这时候,之前“长征”家族的其他成员就显得有些力不能支,背不动这么重的负担了。而“胖五”的横空出世,刚好接过了这个重担,挑上了大梁。



毕竟,“胖五”那高大伟岸的身躯,原本就是为了干这些“重活”而生的。它的四个助推器上,安装有8台全新研制的液氧煤油发动机,提供了起飞阶段的主动力。这种发动机的威力有多强大呢?用科学点的语言来说,可以产生高达500个大气压的压强。



长征五号


前卫的“胖五”



其实,“胖五”不仅体格大,还是个“前卫”的胖子。它一身的技术,都是全新的。它的动力系统,使用的是两种贝博网站多少燃料:-183℃的液氧和-253℃的液氢。我们知道,氢氧混合燃烧时能够获得目前已知的最高推进效率,而且液氧和液氢都是无毒无污染的,它们在燃烧后只会生成纯水。



因为携带了一身贝博网站多少燃料,“长征五号”又得到了另一个恰如其分的外号——“冰箭”。不过要把这些贝博网站多少燃料注入火箭,又是一项极具挑战性的任务。为了最大程度地减少损耗,“长征五号”直到发射前不久才会进行燃料的装配——将液氢和液氧分别注入几个巨大的箭形贮藏箱之中。这种贝博网站多少加注系统也是“亚洲之最”,包括规模最大、流程最复杂、技术也是最先进的。



除了贝博网站多少燃料技术之外,“长征五号”还拥有一身各式各样的新技术。一般来说,别的国家在研发新一代火箭时,使用新技术的比例不会超过三成,因为创新一多,就会带来许多不可控的风险。但是“胖五”偏偏不走寻常路,它自带了247项核心关键新技术,使得新技术比例几乎达到了不可思议的100%。更加令人欣慰的是,这些新技术均具备完全的自主知识产权。也就是说,“胖五”是个土生土长的自家孩子。


灵活多变的“胖五”



如果我们仔细看一下“长征五号”的规格就会发现,虽然它的主体,也就是芯级模块的直径是5米,但助推火箭的直径却是3.35米,这也恰好是之前“长征七号”芯级模块的直径尺寸。其实这并非是巧合,因为“胖五”和它的兄弟们可以灵活多变地组合,体现出一种“模块化”思维。此前较小的火箭主体,可以用来给大运载量的火箭作为助推部分,好比是“搭一把手”。而这也就是火箭专家们所说的“通用化”“系列化”“组合化”。




这样设计的好处是,在未来面对不同的需要时,可以很方便地将现有的模块组合,搭配出最适合完成任务的火箭型号。这对于提高“胖五”性能的稳定性、降低生产成本、更灵活地制订方案都有着莫大帮助。




我们需要“胖五”家族



也许很多人都会有这样的疑问,为什么我们国家要拿出一笔价值不菲的资金来开发航天事业呢?为什么不把这些钱用来提升民生质量,或是支援希望小学呢?毕竟研发一枚“长征五号”火箭的成本,虽然比起其他国家来已经很低了,但也绝不是个小数目。然而,我们不应该只是将目光放在现在,而要看到更长远的未来。随着科技不断发展,总有一天人类会突破地球、太阳系,甚至是银河系,去开拓遥远无边的宇宙深空。我们在明朝时曾因为禁海令,航海技术从曾经遥遥领先世界,变成了一个闭关锁国的落后国家。我们曾经错过了波澜壮阔的大航海时代,这一次,我们再也不能错过太空时代。




更何况,航天科技虽然看似遥远,但其实却和我们的生活息息相关。大到气象预测、太阳能电池技术、宇航服的防寒科技,小到尿不湿、方便面中的脱水蔬菜、太阳眼镜、记忆海绵,等等,都是航天科技用于日常生活的体现。因此,我们需要“胖五”家族。此外,我们还需要“神舟”家族、“天宫”家族、“嫦娥”家族……




虽然看起来,“胖五”成功地升空了,但其实在它背后,却凝结着一代代中国航天人的努力和汗水。同时,令我们惊喜的是,如今我国航天领域研发团队的平均年龄是全世界最年轻的,只有不到33岁。也许在不远的未来,那个征服星辰大海的团队中,就有你的身影哦!




本文来源:今日科协

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