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空间站舱段专属“座驾”有多强?(3)

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“零窗口”发射,分秒无误

空间站交会对接任务对长征五号B火箭提出了“零窗口”发射的需求,发射时间精度误差要控制在1秒以内,这就要求火箭各系统在点火前提前做好准备,等待点火。作为采用液氢、液氧等低温推进剂的“冰箭”,长征五号B运载火箭的“零窗口”发射需要综合权衡发射准备的“提前量”和低温推进剂“蒸发”的“消耗量”间的关系。为此,研制人员通过可靠性分析和试验实现了关键系统可靠性提升,通过射前流程优化提高了各系统对“零窗口”发射的适应性,开创了我国低温运载火箭“零窗口”发射的先河。

空间站舱段专属“座驾”有多强?

“零窗口”点火起飞

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大直径舱箭分离,以“柔”克刚

空间站舱段和长征五号B运载火箭的连接接口直径超过4米,舱箭分离需要考虑可靠性、冲击环境等多个方面的因素,既要确保安全分离,又要尽量将分离过程中出现的冲击环境等不利影响降到最低。因而火箭采用了“双隔冲框+阻尼盒”的降冲击方案,并应用了“颗粒阻尼技术”。“颗粒阻尼技术”是一种新型振动被动控制技术,通过颗粒体和阻尼器构成一个耦合、封闭的非线性系统,依靠摩擦和非弹性碰撞,迅速地耗散动能,实现减振降噪的效果,使空间站舱段可以在“下车”过程中感受到火箭的“温柔”。

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大推力直接入轨,一步到位

长征五号B运载火箭采用一级半构型,由芯一级+助推器+舱罩组合体组成,因此没有单独的调姿和末速修正系统,而是利用一级火箭直接将有效载荷送入预定轨道。在一级发动机关机时,约140吨的推力在几秒钟之内消失,相当于一辆高速行驶的火车突然“刹车”,还要稳稳停靠在指定位置。研制人员通过采用姿态控制增益优化和复合制导方法,提高了火箭姿态控制精度,降低了制导误差对精度的影响,使火箭在分离时处于最佳“姿态”和最准位置。同时,增加了2枚反推火箭,使火箭一级箭体可以及时避开空间站舱段的轨道面,提高了舱箭分离的安全裕度。

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