人民網(wǎng)北京5月5日電(趙竹青)5月5日，隨著海南文昌航天發(fā)射場一道烈焰劃過天際，長征五號B遙一運載火箭發(fā)射成功，將新一代載人飛船試驗船及返回艙試驗艙的組合體送入預(yù)定軌道。

　　長征五號B火箭為了當(dāng)好運送空間站艙段的“專屬列車”，其抓總研制單位航天科技集團(tuán)有限公司所屬中國運載火箭技術(shù)研究院開展了多項技術(shù)攻關(guān)和創(chuàng)新，掌握了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。

　　長征五號B運載火箭總指揮王玨表示，作為專門為載人航天工程空間站建設(shè)而研制的一型新型運載火箭，長征五號B火箭的首飛成功，標(biāo)志著空間站工程建設(shè)進(jìn)入了實質(zhì)階段。

　　“黑科技”一：超大整流罩研制

　　整流罩是運載火箭的重要組成部分，用于保護(hù)衛(wèi)星或其他有效載荷免受氣動力、氣動加熱及聲振等有害環(huán)境的影響。長征五號B火箭擁有目前我國最長最大的整流罩，整流罩長度達(dá)到20.5米、直徑5.2米，相當(dāng)于六層樓的高度，如此寬敞的空間，也是為了發(fā)射空間站核心艙和實驗艙而量身打造的。

　　據(jù)了解，為了改善氣動特性，長征五號B火箭整流罩采用流線型的馮?卡門曲線外形，可以更好的減小空氣阻力，減輕載荷影響。馮?卡門曲線是一種非線性曲線，按照馮?卡門曲線制造的整流罩展開之后并不是一個平面，而是立體的，制造難度高于錐形整流罩。

　　作為我國長度最長、重量最重的整流罩，另一個技術(shù)難點在于如何做到安全可靠的分離。經(jīng)過多方案比較，最終確定了采用旋轉(zhuǎn)式分離方案，通過大量的仿真分析、預(yù)示，對整流罩分離方案進(jìn)行評估，并多次開展了整流罩分離試驗，有效驗證了設(shè)計正確性和各系統(tǒng)接口協(xié)調(diào)性。

　　“黑科技”二：驗證“零窗口”發(fā)射技術(shù)

　　火箭發(fā)射窗口是指允許火箭發(fā)射的時間范圍，一般是根據(jù)衛(wèi)星或飛船入軌要求以及多種限制條件綜合權(quán)衡后確定的，比如，衛(wèi)星的軌道精度要求、地球與行星的相對位置要求等等�！傲愦翱凇笔侵赴l(fā)射時間范圍為零的發(fā)射窗口，也就是要求火箭必須分秒不差的點火升空，在發(fā)射天宮一號及北斗導(dǎo)航衛(wèi)星時都曾經(jīng)實施過“零窗口”發(fā)射。

　　作為未來發(fā)射空間站核心艙和實驗艙的火箭，空間站交會對接任務(wù)對長征五號B火箭提出了“零窗口”發(fā)射的需求，發(fā)射時間精度誤差要控制在1秒以內(nèi)。雖然不是第一型實施“零窗口”發(fā)射的火箭，但作為采用液氫、液氧等低溫推進(jìn)劑的“冰箭”，長征五號B火箭的“零窗口”發(fā)射有著更高的技術(shù)含量和更大的技術(shù)難度，也開創(chuàng)了新一代運載火箭“零窗口”發(fā)射的先河。

　　為了做到“零窗口”發(fā)射，火箭各系統(tǒng)要確保在點火前一段時間就完成各項準(zhǔn)備，以準(zhǔn)備好的狀態(tài)等待點火。由于低溫推進(jìn)劑加注后會不停的“蒸發(fā)”消耗，因此，發(fā)射準(zhǔn)備好的狀態(tài)并不是越早越好，而是要嚴(yán)格按照時間要求精準(zhǔn)的完成，并且充分做好應(yīng)對各種可能情況的工作預(yù)案。作為我國最復(fù)雜的運載火箭，長征五號火箭發(fā)射前非�！胺泵Α保�任何一處細(xì)微的差錯都可能造成發(fā)射流程的拖延，進(jìn)而影響“零窗口”的實現(xiàn)。

　　長征五號B運載火箭總設(shè)計師李東介紹，研制團(tuán)隊從系統(tǒng)發(fā)射可靠性提升和發(fā)射流程優(yōu)化兩個方面開展了工作。通過開展可靠性試驗和分析工作，實現(xiàn)了關(guān)鍵系統(tǒng)可靠性提升；通過射前流程優(yōu)化，進(jìn)一步提高了各系統(tǒng)對于“零窗口”發(fā)射的適應(yīng)性。

　　“黑科技”三：大直徑艙箭分離

　　空間站艙段和長征五號B火箭的連接接口直徑超過4米，“乘客”和火箭的分離不是“下車”那么簡單，需要考慮可靠性、沖擊環(huán)境等多個方面的因素，既要確保安全分離，又要盡量將分離過程中出現(xiàn)的沖擊環(huán)境等不利影響降到最低，形象一點說，要像把嬰兒抱出嬰兒車那般輕柔、謹(jǐn)慎的完成空間站艙段與火箭的分離。

　　長征五號B火箭研制團(tuán)隊圍繞降低和改善沖擊環(huán)境開展了專題攻關(guān)，對多種降沖擊方案進(jìn)行比較和試驗后，采用了“隔沖框＋阻尼盒”的降沖擊方案，并應(yīng)用了“顆粒阻尼技術(shù)”。

　　“顆粒阻尼技術(shù)”是一種新型振動被動控制技術(shù)，通過顆粒體和阻尼器構(gòu)成一個耦合、封閉的非線性系統(tǒng)，依靠摩擦和非彈性碰撞，迅速地耗散動能，實現(xiàn)減振降噪的效果。經(jīng)過試驗驗證，艙箭分離界面的分離得到有效改善，空間站艙段可以在“下車”過程中感受到火箭的“溫柔”。

　　“黑科技”四：大推力直接入軌

　　作為一級半構(gòu)型的火箭，長征五號B火箭沒有單獨的調(diào)姿和末速修正系統(tǒng)，而是利用一級火箭直接將有效載荷送入預(yù)定軌道。在一級發(fā)動機(jī)關(guān)機(jī)時，約140噸的推力在幾秒鐘之內(nèi)消失，相當(dāng)于一輛高速行駛的火車突然“剎車”，還要穩(wěn)穩(wěn)停靠在指定位置。

　　為了滿足入軌精度、分離安全等方面的更高要求，研制團(tuán)隊開展了入軌姿態(tài)控制、入軌精度控制、分離安全控制等方面的技術(shù)攻關(guān)。

　　李東介紹，通過采用姿態(tài)控制增益優(yōu)化和復(fù)合制導(dǎo)方法，提高了火箭姿態(tài)控制精度，降低了制導(dǎo)誤差對精度的影響，使火箭在分離時處于最佳“姿態(tài)”和最準(zhǔn)位置。同時，設(shè)置了2枚離軌火箭，使火箭一級箭體可以及時避開空間站艙段的軌道面，提高了艙箭分離的安全裕度。

　　由此，長征五號B火箭成為第一型只靠助推及一級飛行就能實現(xiàn)有效載荷精確入軌的火箭。