科普:火箭推进剂加注是什么

2021/4/29 9:35:14 来源:IT之家 作者:问舟 责编:问舟

IT之家 4 月 29 日消息 中国载人航天工程办公室宣布,助力空间站“天和”核心舱发射任务的长征五号 B 遥二运载火箭已完成推进剂加注,预计在今日中午 11 时许进行发射

可能有部分小伙伴不是很明白这里的火箭推进剂加注是指什么意思,但想必此前已多次在国家航天工程中看到这一名词。

IT之家曾报道,“天和”核心舱与长征五号 B 遥二运载火箭组合体早在 4 月 23 日就已转运至发射区并按计划开展发射前的各项功能检查、联合测试等工作,所以这之间近一周的间隔到底干了什么呢?科技日报就于此做了一些科普。

说到这些工作我们就得先来讲一下火箭本身的问题。

相比此前的长征二、三、四号火箭,我们近期最常见长征五号改进之一是它的核心推进剂是由液氧煤油(助推器)和液氧液氢(核心芯一级、二级)组合使用。而众所周知,液氧液氢的稳定储存温度极低,甚至可达 - 253℃,因此长征五号也得名“冰箭”。

简单来说,长征五号 B 运载火箭是低温火箭,所以面临着低温推进剂加注问题和复杂的发射前流程。而更新了推进剂,就意味着发动机也要更新。在这个基础上,长征五号就需要多种发射前的准备,例如火箭加注。

火箭加注是火箭发射前的一项重要工作,耗时较长,所以一般是在火箭发射的前一天完成。

中国航天科技集团公司一院 15 所长征五号型号副总师、项目指挥贺建华介绍称,低温加注系统是向火箭加注、补加低温介质,并实现低温介质安全、合理排放的一套准备系统。

据介绍,长征五号系列运载火箭的低温加注系统拥有低温阀门数百个、气动阀门数以千计,低温管路达 1 万多米、供气管路 3 万多米,电缆 100 多公里,规模庞大复杂是前代系统的数倍之广。

同时由于加注流量大,密封、绝热难度大,安全性和环境适应性要求高,新的低温加注系统在技术上实现了新的突破,例如加注燃料的部分。

相比前代火箭需要一级、二级... 逐渐加注,新系统增设了独立管路,可以实现对助推器、一级和二级等同时加注的操作,因此并不复杂且更加安全。

不过难点也是很明显的,长征五号 B 运载火箭使用的是冷藏状态下液氢液氧低温燃料,温度为 - 253℃和 - 183℃,这就注定了氢和氧的性质有所区别。

据悉,这种情况下的加注顺序一般是先加注常温推进剂煤油,然后是低温推进剂。不过这里还有一点,因为低温推进剂加注后会因为汽化而减少,所以火箭发射前的加注也不是越早越好,而是要严格按照时间要求精准地完成,从而达到效率最大化。

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关键词:火箭航空航天

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