揭秘长征七号火箭：“防水”设计可冒中雨发射

八卦新闻

长征七号运载火箭计划6月25日至29日在海南文昌发射场择机发射。作为新一代的运载火箭，长征七号是一枚怎样的火箭，使用了哪些新技术？为应对潮湿多变的特殊气候环境，长征七号又进行了哪些设计？
“防水”设计渗透到每个细节
现役火箭发射选择窗口时都会避开雷雨天，而新一代运载火箭则能实现中雨发射，这是因为新一代运载火箭是做了“防水”设计的。海南文昌发射场气候潮湿，降水量大，全年12小时内降水5毫米至15毫米的中雨较多。火箭不仅要防雨水，还有箭体表面、管路上的冷凝水也会影响到正常发射。因此，对火箭防水的设计渗透到了每一个细节。如在部段对接处、细小的孔径和缝隙处都要加密封条、涂硅橡胶等。而平衡整流罩内外压力的排气孔也做了专门的防水措施。
火箭也有“脐带”不断输送“养料”
火箭在到达发射场之后，有着类似于连接婴儿和母体的“脐带”，它就是火箭的加注管道、供气管道、空调管道以及电缆等，它们向火箭源源不断地输送燃料、供气以及调节体温。
长征七号火箭有专门的承载火箭加注管道、供气管道的装置——脐带塔，高约64.5米，分上、中、下三段，呈锥形，重约250吨。
长征七号火箭的脐带塔很特别，它的两侧装有6根摆杆，内部铺设有加注、供气、空调管路和箭上众多控制电缆，以及配气台和中频电源房间。
火箭燃料加注可停放24小时
长征七号火箭在海南发射场合练，低温燃料加注后成功停放24小时，创下了低温燃料停放时间最长纪录。新一代运载火箭有多种发射任务需求，停放24小时，可为成功发射争取更多有利时间，提高火箭发射的可靠性。
为何低温燃料加注后仅能停放24小时？因为低温燃料不仅温度极低，且易燃易爆易蒸发，停放中的火箭就像“炸弹”，不仅工作人员要在低温环境中作业，箭体上部分仪器设备也要面临低温环境的考验。且在加注后停放的24小时内，需补加3至5次。
防风减载装置可抗八级大风
在国内主要的4个发射场中，除海南文昌发射场外，其他的发射场都在内陆，风速随距地面高度的变化不大。但文昌发射场不同，距地面五六十米高的地方风速要远高于地面风速。“地面感受到的是微风，火箭一级的地方可能就是‘大风’了。我们将这种随距地面高度而变化的风称为‘浅层风’。”研制人员说，这给“长征七号”垂直转场增加了难度。
为提升抗风能力，火箭装上了“防风减载装置”，即使遇到8级大风的天气，依旧可以转场，其抗风能力超过现役火箭。
火箭发射平台要涂“防晒霜”
火箭发射点火的刹那，温度高达2800℃，发射平台既要能承受强热流的冲刷，又要耐得住强高温。为延长发射平台的使用寿命，在每次火箭发射前，技术人员就要奔赴发射基地，为即将执行发射任务的平台表面涂覆大面积“防晒霜”——特种防护涂层。
火箭发射平台要涂覆的面积多达两千平方米，光喷涂用料就要用上近4吨。喷涂时，七八台打磨机同时开工，将因上次发射烧蚀的平台表面打磨好，再用几百公斤的溶剂清洗后，才能涂覆新的防护涂层。
火箭起飞20秒喷400吨水降温
火箭点火起飞时，箭体尾部喷出的火焰几乎“直击”发射平台，高温足以溶化绝大多数金属和非金属材料。国际上先进的降温方法是喷水降温，研制人员设计了一个大流量喷水降温降噪系统，系统分两级，一级位于发射平台上，在火箭发动机点火前给发射平台喷一层5厘米厚的水膜，二级位于发射平台两旁5米高空，在火箭飞达5米高以后向箭体尾部火焰中心喷水，两级喷水设施各喷20余秒，完成400吨的喷水量，使发射平台核心区降温幅度在1000℃左右。
■ 追问
哪些“乘客”随长征七号上天？
长征七号首飞任务，主要目的是全面验证火箭设计的正确性和各项性能指标，同时搭载了相关科研机构研制的有效载荷，用于开展空间科学技术试验研究。
那么，什么样的有效载荷能够搭载长征七号发射？有效载荷指的是什么？
北京大学地球与空间科学学院教授、航天专家焦维新 (微博)向新京报记者解释说，有效载荷通常指的是卫星的有效载荷。一个卫星的有效载荷，是指人们为了实现卫星要达到的科研目的，而研制的各种各样的专用仪器。
至于哪些科研机构研制的有效载荷能够搭载长征七号发射，焦维新说，目前官方还未公布，但这些科研机构应该既包括官方的，也有民间的。
长征七号发射记
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。
总长53.1米
起飞质量约597吨
助推器4个
直径2.25米
长约27米
动力 液氧煤油作为燃料，无毒无污染。助推器比现役火箭长一倍，动力更强劲
结构 自身重量轻，钢筋铁骨结构和设备占重约10%。能装载更多燃料，运送更多“乘客”
近地轨道运载能力13.5吨
1 装船起航
5月8日上午
中国卫星海上测控部所属远望21号装载长征七号运载火箭，从天津港装船起航。
2 抵达文昌
5月14日16时许
经过6昼夜海上航行，途经渤海、黄海、东海、台湾海峡、南海等海域，远望21号火箭运输船安全抵达海南文昌清澜港码头，总航程约1670海里。
3 卸载运输、装配测试
5月15日上午
在海南文昌发射场的组织下，装载火箭部件的集装箱分批卸载，并通过公路运输至航天发射场火箭水平转载准备厂房。由于箱体超长体积较大，运输中严格按照技术指标要求和运输速度控制。卸载、运输历时约2天。
5月16日下午
长征七号运载火箭所有部件安全运抵海南文昌航天发射场。按照任务计划，陆续展开有关装配和测试工作。
4 转运至发射塔架
6月22日上午8时
承载着长征七号运载火箭与搭载载荷组合体的活动发射平台驶出发射场垂直总装测试厂房，平稳行驶约3小时后，安全转运至发射塔架。
5 发射
6月25日-29日择机发射。
【首飞目的】
全面验证火箭设计的正确性和各项性能指标，同时搭载了相关科研机构研制的有效载荷，用于开展空间科学技术试验研究。
为何采取海运？
因为长征七号火箭身形壮硕，芯级直径达到3.35米，通过海运既免受尺寸限制，运输环境又相对平稳，对箭体结构影响较小。
海南文昌航天发射场
继酒泉、太原、西昌3个航天发射场之后，我国第四个航天发射场。拥有2座多射向运载火箭发射塔架，2009年9月开工建设，2014年11月基本建成，现已圆满完成长征七号、长征五号两枚新型运载火箭发射场合练，具备执行长征七号火箭首飞任务条件。
8个最佳观测点看首飞
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本版稿件/新京报记者 贾世煜整理报道
本版图片/据新华社
新京报制图/高俊夫