原标题:揭示长征五号乙火箭的四大“黑色技术”

资料来源:中国青年报

随着来自海南文昌航天发射场的火焰划过天空，中国航天科技集团第一研究院研制的长征五号乙姚一号运载火箭成功发射，新一代载人飞船测试船进入预定轨道。

长征五号乙运载火箭是中国载人空间站建设的主要火箭，代表了中国运载火箭技术的最高水平。长征五号乙火箭在继承长征五号火箭优秀“基因”的基础上，在太空中也有许多开创性的“黑色技术”。记者采访了相关专家，并逐一揭开了这个秘密。

长征五号乙第一次飞行的场景是在早上由邓晔拍摄的。
黑色科技一号:“超级大头”

整流罩是运载火箭的重要组成部分，用于保护卫星或其他有效载荷免受空气动力、空气动力加热和声振动等有害环境的影响。

长征五号乙火箭是目前我国最长、最大的整流罩。整流罩的长度为20.5米，直径为5.2米，可以轻松容纳10枚杰特龙火箭。如此宽敞的空间也是为发射空间站的核心模块和实验模块而设计的。

长征五号乙第一次飞行的场景是在早上由邓晔拍摄的。
据长征五号乙运载火箭总设计师李东介绍，长征五号乙运载火箭整流罩采用流线型冯卡门曲线形状，能更好地减小空气阻力，降低载荷效应。冯·卡门曲线是一条非线性曲线。根据冯·卡门曲线制造的整流罩不是平面，而是展开后的三维平面。制造难度高于锥形整流罩。

作为中国最长最重的整流罩，另一个技术难点在于如何实现安全可靠的分离。董力说，在比较了各种方案后，最终确定了旋转分离方案。通过大量的仿真分析和预测，对整流罩分离方案进行了评估，并进行了多次整流罩分离试验，有效验证了设计的正确性和各系统接口的协调性。

黑色技术2:“零窗口发射”

火箭发射窗口是指允许火箭发射的时间范围，一般根据卫星或航天器进入轨道的要求和各种限制条件综合权衡后确定。例如，卫星的轨道精度要求，地球和行星的相对位置要求等。

所谓“零窗口”是指发射时间范围为零的发射窗口，即火箭必须同时点火和发射。天宫一号和北斗导航卫星的发射是在“零窗口”条件下进行的。

长征五号乙第一次飞行的场景是在早上由邓晔拍摄的。
作为未来发射空间站核心模块和实验模块的火箭，空间交会对接任务要求长征5号乙火箭“零窗口”发射，发射时间的精度误差应控制在1秒以内。

李东说，虽然它不是第一种发射“零窗口”的火箭，但作为一种使用液态氢和液氧等低温推进剂的“冰箭”，长征五号乙火箭的“零窗口”发射具有较高的技术含量和较大的技术难度，并率先发射了新一代“零窗口”运载火箭。

黑色科技三:“洛克港”

空间站模块和长征五号乙火箭之间的连接接口直径超过4米。“乘客”和火箭的分离不像下车那么简单。需要考虑许多因素，如可靠性和对环境的影响。有必要确保安全分离，并将分离过程中对环境影响等不利影响降至最低。

更形象地说，空间站模块与火箭的分离应该像把婴儿从婴儿车里抱出来一样小心翼翼。

据董力介绍，中国航天科技集团第一研究院长征五号乙火箭研究组开展了减少和改善撞击环境的专项研究。经过试验验证，舱与火箭分离界面的分离得到了有效改善，空间站舱段在“起飞”过程中能感受到火箭的“温柔”。

黑色科技四:“一步登天”

作为第一级半构型火箭，长征五号乙火箭没有单独的姿态调整和最终速度修正系统，但使用第一级火箭直接将有效载荷送入预定轨道，这可以说是“一步登天”。

在长征五号乙第一次飞行的现场，由石晓拍摄。
董力说，为了确保航天器入轨的准确性和安全性，火箭在第一飞行阶段的入轨准确性和分离安全性方面需要面对更高的要求和更大的挑战。面对新的困难和挑战，中国航天科技集团第一研究所的研究团队从姿态控制、精度控制和分离安全控制三个方面开展了研究工作。

据他介绍，通过仿真分析、系统综合实验、半实物仿真试验等评估和评价，验证了大推力直接入轨精度控制和分离安全控制技术的有效性。长征五号乙火箭已成为第一种只需一级飞行就能实现有效载荷精确入轨的火箭。

艺术经纬:张健利