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圖表:長征二號FT1火箭。 【文匯網訊】據新華網報道,「天宮一號」發射成功,揭開了我國載人航天工程首次空間交會對接任務的大幕。有著「神箭」之稱的長征二號F火箭又承擔起了新的歷史使命——助力天宮一號目標飛行器和神舟八號無人飛船的「太空相會」。
雖然仍被稱做「長二F」或被叫做改進型「長二F」,但火箭從外到內煥然一新,在運載能力和入軌精度上均有很大提高。用科研人員的話說:「這完全是一枚全新的火箭」。
整流罩用上馮·卡門曲線
中國航天科技集團公司一院火箭總設計師荊木春介紹說,改進型長二F火箭具有發射目標飛行器和飛船的兩個狀態,運載能力分別為8.6噸和8.1噸,比傳統狀態的「長二F」提高了0.6噸和0.1噸。由於目標飛行器不載人,發射這一狀態的長二F火箭取消了逃逸塔裝置。
在發射「天宮一號」時,火箭外形上的最大變化是整流罩,不僅長度由先前的10.7米增至12.7米,最大直徑也由先前的3.8米增至4.2米,而且頭部還採用了流線式的馮·卡門曲線,這也是最吸引公眾眼球的重大變化。
馮·卡門是美國工程力學大師、航天技術理論的開拓者。馮·卡門曲線是基於他的研究成果而畫出的曲線。
「整流罩的增大加長,與『天宮一號』的體積密切相關。『天宮一號』比神舟飛船的體積大。」荊木春說,「整流罩頭部設計採用馮·卡門曲線的意義在於,更好地減小空氣阻力,減輕載荷影響。」
然而,馮·卡門曲線整流罩的生產,卻並非如探囊取物般容易,具有很高的技術難度。荊木春解釋說;「與以前不同,馮·卡門曲線頭部展開之後並不是一個平面,涉及很多複雜的加工工藝以及材料成型的問題。」
「長二F」研製團隊在進行了一系列艱苦的工藝攻關、論證後,才最終將採用馮·卡門曲線的整流罩從理論變成現實。
除了整流罩的外形變化,火箭箭體結構系統的助推器的內部頂端形狀也發生了變化,由原來的橢球型變成錐形。荊木春表示:「這樣做可以承載更多推進劑,使火箭的運載能力提高100多公斤。這對載人航天工程有著不小的貢獻。」
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