“巨箭”长五B创纪录 它与“胖五”有哪些不同？

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人民网北京5月5日电(赵朱庆)2020年5月5日，由中国航天科技股份有限公司第一研究所研制的长征五号乙运载火箭在中国文昌航天发射场进行了首次成功飞行，并向空.台发射了一艘重近22吨的新一代载人飞船试验船

这是中国乃至亚洲火箭首次发射超过“2万公斤”的宇宙飞船，进一步奠定了长征五号系列火箭在世界现役火箭第一梯队的地位。

那么，长征五号乙火箭和长征五号火箭有什么区别？它是怎么把这么重的宇宙飞船送上天堂的？

同样的系列，不同的任务-

长武专注于高轨道卫星和探测器

长武b公司专门从事近地载人空站

从外观上看，长武B火箭高近54米，相当于18层楼高，重量近850吨。与长武火箭相比，长武B型火箭的核心直径为5米，约短3米，重量轻约20吨。这主要是因为长武B级火箭缺少一个核心级和一个级间级，只有一个核心级，即少了一部分“腰”。

长武B火箭也有四个助推器(也称为“半级”)，直径为3.35米。因此，长武B火箭是中国第一枚“一个半”火箭。

但是，长武b火箭的“头”整流罩比长武火箭大，高度超过20米，甚至可以安装长度超过10米、厚度超过4米的空站核心舱。

一级以上的常武擅长长跑。“乘客”目的地包括36，000公里的地球同步轨道、380，000公里外的月球和最近距离数千万公里的火星。

即使少了一级，长武B型火箭也是长征系列运载火箭中强度最大的，一次可以运载22吨以上的东西，相当于10多辆汽车的重量。它聚焦在离地球约200-400公里的轨道上，这是中国空站建设的主战场，随后的主要部分如空站的核心舱将由长武b号火箭送上天空。

同一颗心，不同的工作环境-

长武B芯氢氧发动机

工作条件更加苛刻

由于核心级与氢氧推进剂和助推器与液氧煤油推进剂的合理结合，长武B型火箭仅用“一级半”就能把重型航天器送上天空。核心级的两个大推力氢氧发动机直接影响航天器的最终轨道。

氢氧发动机的比冲(用来衡量发动机的性能，可以理解为“每100公里的油耗”)鹤立鸡群，但它的发展极其困难。由于长武B火箭所承担任务的特殊性，对核心级高推力氢氧发动机提出了更高的要求。

载人空站工程的交会对接就像是在几百公里的高空穿针引线。在时间上有一个微小的误差，这可能导致以更高的成本错过轨道调整。这就要求运载火箭必须严格按照精确的时间发射，从而实现“每分钟都不差”，即所谓的“零窗口”发射。

长武B火箭核心级氢氧发动机必须保证预冷却等预发射工作一步一步的衔接和顺利进行，不得延误发射窗口。

同时，长武B火箭比长武火箭轻，但其起飞推力与长武火箭相同。用同样的力量举起更轻的东西，加速度自然会更快。助推器分离后，火箭的加速度瞬间达到最低。

“就像一条深海的鱼突然跳到喜马拉雅山，巨大的压力变化会使鱼瞬间爆裂”，航天科技集团第六任总裁、五枚火箭副总设计师王卫斌说。发动机的入口面临着过山车般的起伏压力，这给发动机的稳定可靠运行带来了巨大的挑战。

为了迎接这些挑战，氢氧发动机的研究团队通过大量的研究改进和实验验证，逐一克服了这些困难，进一步提高了发动机的可靠性和稳定性。

此外，地面设备等系统采用的远程操作方式也保证了发动机预冷等环节的安全顺利进行。

同一个大脑，不同的想法-

优化轨迹设计和控制方案

“氢龙杀月刀”也可以是“微雕”

除了零窗口和过山车的压力，准确进入轨道也是一个巨大的挑战。过去末级火箭的推力很小，借助推力较小的姿态控制发动机，更容易在入轨前微调航天器的位置和姿态，从而保证轨道的精确。

这一次，两台大推力氢氧发动机直接将载荷送入轨道，就像用大刀做“微雕”一样，其强度极难掌握。

此外，在高推力氢氧发动机关闭后，会有“后效”，类似于燃气灶关闭后的“后燃”，也会影响航天器的轨道精度。

为了解决高推力精确入轨的问题，一方面，发动机研制组应保证发动机的稳定燃烧，并尽可能给出“后效”的预测值。更重要的是，控制系统必须考虑所有可能的错误。

航天科技集团第一任总裁、五火箭副总设计师李雪峰表示，早在长武系列火箭开发之初，控制系统开发团队就已经从整体上考虑了长武和长武B的任务特点。长武和长武B控制系统的硬件是通用的，并且已经商业化；该软件可以适应龙五乙任务，没有重大变化。

李雪峰说，考虑到发动机后效等不确定因素，他们采用随机“拍摄”的方法模拟成千上万种情况，以验证控制系统设计的可靠性。“打靶”实验证明，即使预测的“后效”与实际情况有所不同，控制系统也能保证火箭准确入轨。

同时，在火箭总体弹道设计中应充分考虑发动机后效的影响，并根据发动机标定试车的实际数据进一步优化设计方案。

相同的模块，不同的重量-

核心水平，促进智能减肥

进一步提高承载能力

对于多级火箭，核心级和助推器重量减轻对提高运载能力的影响不明显。对于在轨“一个半”的长武乙，核心层的重量减轻了多少，承载能力几乎可以提高多少；助推器重量减轻与运载能力提高的比率高达1.25:1。因此，减肥对长武B的好处是相当大的。

长武B火箭的第一级尾部位于火箭体的最后部分，它不仅是发动机舱，而且在整个火箭竖立在发射平台上时起着支撑作用。过去，长五尾段采用组合梁结合分体式玻璃钢楼板的结构方案。此次，第一航天科院集团703研究所将大直径、大厚度碳纤维复合材料的“三加二”蜂窝夹层结构整体成型技术应用于第一级尾段壁板和隔热板结构的成型中，并采用轻质碳纤维复合材料与铝蜂窝夹层结构相结合的方案替代原方案，实现了约400 kg的减重。

助推器的重量减轻也非常独特。航天科技集团第八院长五大系列项目办公室主任张秀科表示，过去五大系列的四个助推器就像四个壮汉，承载着“一个肩膀”的核心层次，对“肩膀”结构提出了很高的要求。在长武B火箭的研制过程中，该团队创新性地采用杠杆原理，在捆绑点和助推器头锥处插入四个“极点”，将“一肩”改为“两肩”，分散了力。借助先进的结构计算方法，对头锥结构进行了全面改进，实现了可观的重量损失。助推器头锥和气瓶进行了改进，重量减轻了600公斤。长武B火箭的许多减重措施也将应用于长武火箭。

无论是减轻火箭重量还是增加更大的整流罩，都需要通过严格的地面试验来验证。航天科技集团第一任总裁、五枚火箭副总设计师朱锡泉表示，在地面试验中，长武火箭队综合利用现有条件，以创新的方法进行试验，尽可能多地发现地面疑点，并加以改进，确保火箭安全飞行。

来源：搜狐微门户