火箭也有貨艙!在哪?在哪?帶你認識整流罩

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不知道大家有沒有注意到,提起某個火箭時,我們大多會說是某系列運載火箭。運載二字,顧名思義,是說火箭是用來運送東西的。當然,火箭運送的可不是一般貨物,而是衛星、航天飛船這樣的航天器。那麼,它們被放在了火箭的什麼位置來運送的呢?

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運載火箭運載的貨物放在了哪裡

在火箭的頭部,有一個不太明顯的貨艙,火箭運送的貨物,也就是火箭的有效載荷,都是存儲在這裡的。這個貨艙叫做整流罩,也稱為有效載荷整流罩,是有效載荷的保護罩,它的主要功能是為有效載荷提供一個相對封閉的適宜的環境,保護它們不受外界因素,尤其是起飛後遇到的高速氣流、與大氣層摩擦產生的高熱以及噪聲等的影響,安全穿越大氣層。

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長征三號丙運載火箭頭部

一旦火箭衝出大氣層,整流罩的任務就完成了,必須及時分離,以免影響到後續飛行,比如航天器入軌等。

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火箭整流罩分離示意圖

那麼,整流罩長什麼樣?我們能從火箭上清楚的識別出來嗎?

以長征2F載人火箭為例,它的有效載荷是神舟飛船。為了保證航天員的安全,在整流罩的上部還增加了逃逸系統結構,包括逃逸塔和上、下支撐機構及柵格翼等。因此,其整流罩殼體的結構也區別於非載人火箭,進行了相應的調整。

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整流罩上部增加了逃逸系統結構

整流罩殼體從上到下由前錐段(包含球冠)、前柱段、後錐段、後柱段及倒錐段組成,前端裝有逃逸塔,後端與儀器艙相連接。其中,前錐段、前柱段和後錐段又稱為上部整流罩,它們與逃逸塔及飛船逃逸部分組成逃逸飛行器;後柱段和倒錐段稱為下部整流罩,不參與逃逸飛行。

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整流罩結構

除了水平方向的連接外,整流罩殼體縱向分為兩個對稱的半罩,通過縱向解鎖機構,也就是連接-分離裝置,連為整體。前錐段內表面上有3組支撐機構;前柱段外表面上分佈了2個高空分離發動機和4個高空逃逸發動機,殼體上還開有1.21m²的全箭最大的艙口——航天員進出艙口。

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整流罩殼體縱向分為兩個對稱的半罩

後錐段內表面上裝了3組支撐機構和2套滅火裝置,以防止逃逸分離過程中可能發生的火災,而外表面上安裝了4個柵格翼;倒錐段下部縱向分離面的兩側各裝有8根分離彈簧組件。

由於整流罩結構複雜,受到的集中力大且作用點較多,所以殼體沒有采用常用的蜂窩夾層結構,而是採用了桁條式或梁式的鋁合金半硬殼鉚接結構。同時,為了滿足在整流罩分離前,衛星和載人飛船的通信需求,前錐段頂部的球冠材料採用了層壓玻璃鋼,前柱段、後錐段和後柱段也開了相應的玻璃鋼透波窗口。

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整流罩結構採用了桁條式或梁式的鋁合金半硬殼鉚接結構

此外,由於大氣層氣流的沖刷會在整流罩的外表面產生比較大的熱量,因此需要做熱防護。球冠部分採用的玻璃鋼材料本身就是耐熱材料,不需要更多的處理;而在錐段和柱段的外表面則要粘貼特製的軟木進行防熱。

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天宮二號火箭整流罩殘骸

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