科学|揭秘天问一号火星探测器“火箭座驾”：一枚好“箭”四个帮
中新网上海7月23日电（郑莹莹 郭超凯）中国23日开启首次自主火星探测任务 。 作为“天问一号”探测器的“座驾” ， 长征五号遥四运载火箭由一个5米芯级火箭和4个3.35米助推器组成 ， 是中国研制的新一代无毒、无污染的大推力火箭 ， 也是火箭家族里的“大块头” 。
一个篱笆三个桩 ， 一枚好“箭”四个帮 。 长征五号运载火箭是中国首个采用助推器支撑的捆绑火箭 ， 4个直径为3.35米的助推器“五脏俱全” ， 各自相当于一枚单级运载火箭 。 四个“帮手”一起为长征五号运载火箭提供90%以上的起飞推力 。
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资料图：长征五号遥四运载火箭 张阳 摄
根据全箭总体方案 ， 长征五号四个助推器需要实现三大主要功能 ， 形象地说就是：“撑得住”“点得着”“分得开” 。
首先 ， “撑得住” 。 全箭竖立发射是靠助推器支撑 ， 起飞段主要靠助推器的发动机推力 ， 并通过助推接头由前捆绑传力到芯级 ， 以推动整个火箭克服重力飞起来 。 长征五号助推器采用了“斜头锥”结构 ， 打个比方说 ， 就像一个人“单肩”扛重物 ， 由此来减轻中间芯级的重量 ， 提升全箭的运载能力 。 同时 ， 助推器支撑方案还要承受地面风载的影响 ， 长征五号在海南发射 ， 海南属于热带季风气候 ， 常年风力较大 ， 热带风暴和台风频繁 ， 地面风载约为现役常规火箭的1.5倍 ， 因此 ， 火箭的尾部承力舱段需具备更高的强度要求 。
其次 ， “点得着” 。 助推器的增压输送系统 ， 给新研制的液氧煤油发动机提供发射前的重要点火条件：发动机入口压力和推进剂温度 。 这确保发动机能够点得着火 ， 在飞行中正常工作 ， 为助推器飞行段提供稳定的推力 。
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资料图：长征五号运载火箭的助推器 ， 一共4个 ， 采用“斜头锥”结构 ， 可以“单肩”扛重物 。 张阳 摄
第三 ， “分得开” 。 助推器贮箱携带的推进剂耗尽后 ， 芯级控制协调会下达分离指令 ， 让芯级与助推器之间的前后捆绑连接结构能够可靠解锁 ， 实现助推器与芯级的安全分离 。
四大助推器的总体设计与研制工作由中国航天科技集团八院承担 。 该院长征五号助推器产品保证副经理吴小军介绍 ， 与遥三火箭助推器相比来说 ， 长征五号遥四运载火箭助推器有9项更改 ， 更好地提高了助推器的可靠性 ， 而这9项更改实际上在今年5月发射的长征五号B遥一火箭上已经全部验证过 ， 所以相对来说 ， 长征五号遥四火箭助推器的可靠性更高 。
【科学|揭秘天问一号火星探测器“火箭座驾”：一枚好“箭”四个帮】长征五号系列火箭作为新一代大型运载火箭 ， 肩负着中国探火、探月、载人空间站等国家重大科技工程的发射任务 。 中国航天科技集团八院长征五号运载火箭副总指挥兼副总设计师鲍国苗介绍 ， 自2006年10月立项以来 ， 八院长征五号型号研制团队先后突破了低温POGO分析和抑制、偏置集中力设计分析与试验、氦加温增压、尾部防热等重大关键技术 。 (完)
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