長(zhǎng)征五號(hào)的助推“神技”

11月3日，我國新一代大運(yùn)力運(yùn)載火箭長(zhǎng)征五號(hào)在海南文昌衛(wèi)星發(fā)射中心的首秀，吸引了各界關(guān)注的目光。

被昵稱為“胖五”的長(zhǎng)征五號(hào)因體格大、力氣足而聞名。而把這個(gè)“大個(gè)子”安全平穩(wěn)地托舉上太空，背后可謂凝聚了不少“小伙伴”的支持。

地面設(shè)備：“零失誤”交出滿意答卷

火箭測(cè)試、轉(zhuǎn)場(chǎng)、發(fā)射……為配合長(zhǎng)五首飛任務(wù)，配套的地面設(shè)備在前期做了很多準(zhǔn)備工作，動(dòng)力測(cè)控系統(tǒng)PXI測(cè)試組合就是其中一個(gè)重要組成部分。

PXI測(cè)試組合是指揮中心獲得動(dòng)力測(cè)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它可以通過采集箭體內(nèi)芯級(jí)/助推發(fā)動(dòng)機(jī)上各類壓力、溫度傳感器傳來的數(shù)據(jù)，為發(fā)射提供完整的支撐數(shù)據(jù)。指揮人員就是靠它來獲取火箭動(dòng)力系統(tǒng)的健康狀態(tài)的。

相較于其他系統(tǒng)，在火箭狀態(tài)準(zhǔn)備的過程中，PXI測(cè)試組合的任務(wù)還是很繁重的。因?yàn)?，為了確?；鸺隣顟B(tài)檢測(cè)有據(jù)可循、火箭發(fā)射穩(wěn)妥可靠，它常常需要連續(xù)“加班”幾十個(gè)小時(shí)，以配合其他系統(tǒng)。

要知道，如果在測(cè)量過程中出現(xiàn)任何故障，整個(gè)試驗(yàn)就可能前功盡棄，PXI測(cè)試組合身上的“壓力”可想而知。

與此同時(shí)，PXI測(cè)試組合還是首次在文昌發(fā)射場(chǎng)應(yīng)用、首次在我國自主研制的移動(dòng)發(fā)射平臺(tái)上使用、應(yīng)用于首個(gè)大型運(yùn)載火箭型號(hào)發(fā)射——要求高不說，還集“三個(gè)第一次”于一身，正因如此，中國航天科工一院動(dòng)力測(cè)控系統(tǒng)PXI測(cè)試設(shè)備負(fù)責(zé)人李潔把它看作一塊難啃的“硬骨頭”就不難理解了。

不過，值得欣喜的是，測(cè)量系統(tǒng)PXI自動(dòng)測(cè)控組合以“零失誤”的狀態(tài)為長(zhǎng)五首飛任務(wù)交上一份滿意的答卷。

發(fā)射場(chǎng)：直面氣候挑戰(zhàn)

看似普通的航天發(fā)射場(chǎng)，其建設(shè)難度遠(yuǎn)不是普通園區(qū)建設(shè)可以類比。在確保長(zhǎng)征五號(hào)首飛任務(wù)的順利完成的過程中，海南文昌發(fā)射場(chǎng)的建設(shè)就因當(dāng)?shù)靥厥獾臍夂蛱卣鞫庥隽瞬恍〉奶魬?zhàn)，

據(jù)了解，為解決文昌航天發(fā)射場(chǎng)信息系統(tǒng)的電磁干擾和泄露問題，發(fā)射場(chǎng)需要進(jìn)行電磁防護(hù)保障才可投入使用。然而，高溫高濕高鹽，強(qiáng)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)降雨強(qiáng)雷暴——文昌發(fā)射場(chǎng)特殊的氣候特征，對(duì)電磁防護(hù)的溫濕度、潔凈度、控制精度和防靜電、防火、防雷性等條件提出了更高的要求。

科研人員依據(jù)實(shí)際問題潛心研究，通過自主研發(fā)線路防護(hù)裝置、加固濾波器等技術(shù)手段，最終逐一擊破上述難題，成功為文昌發(fā)射場(chǎng)“穿”上電磁防護(hù)“外衣”。

升空：關(guān)鍵材料化解溫度危機(jī)

托得起大噸位，也扛得住“高熱量”，長(zhǎng)征五號(hào)火箭此次使用的發(fā)動(dòng)機(jī)是目前我國最新一代的大推力液體發(fā)動(dòng)機(jī)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)“力氣大”，也讓燃?xì)夤苈凤柺芨邷乜简?yàn)。

工作溫度高、空間狹小，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)夤苈凡粌H工作環(huán)境“惡劣”，而且自身的結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜。如果發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，燃?xì)夤苈分挟a(chǎn)生的大量余熱無法加以控制，將有可能直接傷及周邊電子電器，造成不可逆轉(zhuǎn)的損壞，帶來“大麻煩”。

科研人員通過研制出的高性能納米氣凝膠隔熱氈，便有效地將管路多余的熱能限制在了管路內(nèi)部，成功化解掉了這一因工作溫度影響火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的潛在危機(jī)。

據(jù)了解，氣凝膠是當(dāng)今世界已知的最輕的固體材料，具有超高比表面積和極低的導(dǎo)熱系數(shù)。而我國科研人員研發(fā)的系列化氣凝膠材料產(chǎn)品的使用溫域，已覆蓋-100℃至2500℃，不僅在我國航天任務(wù)中解決了多個(gè)型號(hào)裝備的關(guān)鍵材料問題，也將在建筑、電子電器、石油化工的民用領(lǐng)域“發(fā)光發(fā)熱”。

入軌：火眼金睛保駕護(hù)航

火箭飛到哪兒，“眼睛”就看到哪兒——這“火眼金睛”的本領(lǐng)，說的便是長(zhǎng)征五號(hào)上安裝的兩部固定式脈沖測(cè)量雷達(dá)。

脈沖體制的雷達(dá)相比一般雷達(dá)測(cè)量精度更高，長(zhǎng)征五號(hào)上安裝的這兩部雷達(dá)能對(duì)目標(biāo)進(jìn)行數(shù)百秒跟蹤測(cè)量，為發(fā)射場(chǎng)指控中心實(shí)時(shí)提供火箭的精確坐標(biāo)信息。

可以說，從火箭離開塔架，到入軌，再到助推器分離、一二級(jí)分類、拋整流罩等火箭飛行的各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，都要靠這兩部雷達(dá)來觀測(cè)。

不僅如此，它們?cè)诨鸺痫w初段還擔(dān)負(fù)著提供重要的安控?cái)?shù)據(jù)支持的重任。不過，今年六月“長(zhǎng)五”的兄弟“長(zhǎng)七”發(fā)射時(shí)，這兩部雷達(dá)曾圓滿完成火箭飛行的保駕護(hù)航任務(wù)，這次“長(zhǎng)五”任務(wù)的執(zhí)行想來也算駕輕就熟了。