【新華社海南文昌5月5日電】（李國利 肖建軍）為我國載人空間站工程研製的長征五號B運載火箭5日在海南文昌首飛成功，正式拉開我國載人航天工程“第三步”任務的序幕。
椰風拂碧海，神箭衝九霄。5日18時0分，長征五號B搭載新一代載人飛船試驗船和柔性充氣式貨物返回艙試驗艙，從文昌航天發射場點火升空。約488秒後，載荷組合體與火箭成功分離進入預定軌道，我國空間站階段的首次飛行任務告捷。
長征五號B以長征五號運載火箭為基礎改進研製而成，主要承擔著我國空間站艙段等重大航天發射任務。長征五號B全長約53.7米，芯一級直徑5米，捆綁4個直徑3.35米助推器，整流罩長20.5米、直徑5.2米，採用無毒無汙染的液氧、液氫和煤油作為推進劑，起飛質量約849噸，近地軌道運載能力大於22噸，是目前我國近地軌道運載能力最大的火箭。
建設具有國際先進水平的空間站，解決有較大規模的、長期有人照料的空間應用問題，是我國載人航天工程“三步走”發展戰略中第三步的任務目標。據介紹，長征五號B首飛成功，驗證了火箭總體方案、各分系統方案的正確性、協調性，突破了大尺寸整流罩分離技術、大直徑艙箭連接分離技術、大推力直接入軌偏差精確控制技術等一批新技術，為我國空間站在軌建造任務奠定了重要基礎。
這次任務正值新冠肺炎疫情肆虐蔓延之際，工程全線堅決貫徹黨中央關於統籌推進疫情防控和經濟社會發展的決策部署，採取封閉式管理、遠程化會診、全系統協同等方式，精簡人員規模、優化測試流程、嚴格疫情防控。面對長征七號甲和長征三號乙運載火箭發射失利帶來的嚴峻考驗，工程全線深入開展質量整頓，高質量完成故障剝離和舉一反三工作。針對此次任務準備期間發生的質量問題，嚴格按“雙五條”歸零標準，既抓技術問題歸零又抓思想問題歸零，既走專家路線又走群眾路線，既重技術改進提高又重管理責任強化，確保了任務進度與質量的有機統一。
1992年，黨中央作出實施載人航天工程“三步走”發展戰略。經過20多年獨立自主發展和接續奮鬥，已先後組織實施16次重大飛行任務，實現11名航天員共14人次太空飛行和安全返回，圓滿完成第一步、第二步全部既定任務。
這次發射的運載火箭及搭載的試驗船和試驗艙，分別由中國航天科技集團有限公司所屬的中國運載火箭技術研究院和中國空間技術研究院、中國航天科工集團有限公司所屬的第二研究院抓總研製。
這是長征系列運載火箭的第331次飛行。
詳解長五B四大“黑科技”
5月5日，隨著海南文昌航天發射場一道烈焰劃過天際，長征五號B遙一運載火箭發射成功，將新一代載人飛船試驗船及返回艙試驗艙的組合體送入預定軌道。
長征五號B火箭為了當好運送空間站艙段的“專屬列車”，其抓總研製單位航天科技集團有限公司所屬中國運載火箭技術研究院開展了多項技術攻關和創新，掌握了一批具有自主知識產權的核心技術。
長征五號B運載火箭總指揮王珏表示，作為專門為載人航天工程空間站建設而研製的一型新型運載火箭，長征五號B火箭的首飛成功，標誌著空間站工程建設進入了實質階段。
黑科技一
超大整流罩研製
整流罩是運載火箭的重要組成部分，用於保護衛星或其他有效載荷免受氣動力、氣動加熱及聲振等有害環境的影響。長征五號B火箭擁有目前我國最長最大的整流罩，整流罩長度達到20.5米、直徑5.2米，相當於六層樓的高度，如此寬敞的空間，也是為了發射空間站核心艙和實驗艙而量身打造的。
據瞭解，為了改善氣動特性，長征五號B火箭整流罩採用流線型的馮?卡門曲線外形，可以更好的減小空氣阻力，減輕載荷影響。馮?卡門曲線是一種非線性曲線，按照馮?卡門曲線製造的整流罩展開之後並不是一個平面，而是立體的，製造難度高於錐形整流罩。
作為我國長度最長、重量最重的整流罩，另一個技術難點在於如何做到安全可靠的分離。經過多方案比較，最終確定了採用旋轉式分離方案，通過大量的仿真分析、預示，對整流罩分離方案進行評估，並多次開展了整流罩分離試驗，有效驗證了設計正確性和各系統接口協調性。
黑科技二
驗證“零窗口”發射技術
火箭發射窗口是指允許火箭發射的時間範圍，一般是根據衛星或飛船入軌要求以及多種限制條件綜合權衡後確定的，比如，衛星的軌道精度要求、地球與行星的相對位置要求等等。“零窗口”是指發射時間範圍為零的發射窗口，也就是要求火箭必須分秒不差的點火升空，在發射天宮一號及北斗導航衛星時都曾經實施過“零窗口”發射。
作為未來發射空間站核心艙和實驗艙的火箭，空間站交會對接任務對長征五號B火箭提出了“零窗口”發射的需求，發射時間精度誤差要控制在1秒以內。雖然不是第一型實施“零窗口”發射的火箭，但作為採用液氫、液氧等低溫推進劑的“冰箭”，長征五號B火箭的“零窗口”發射有著更高的技術含量和更大的技術難度，也開創了新一代運載火箭“零窗口”發射的先河。
長征五號B運載火箭總設計師李東介紹，研製團隊從系統發射可靠性提升和發射流程優化兩個方面開展了工作。通過開展可靠性試驗和分析工作，實現了關鍵系統可靠性提升；通過射前流程優化，進一步提高了各系統對於“零窗口”發射的適應性。
黑科技三
大直徑艙箭分離
空間站艙段和長征五號B火箭的連接接口直徑超過4米，“乘客”和火箭的分離不是“下車”那麼簡單，需要考慮可靠性、衝擊環境等多個方面的因素，既要確保安全分離，又要儘量將分離過程中出現的衝擊環境等不利影響降到最低，形象一點說，要像把嬰兒抱出嬰兒車那般輕柔、謹慎的完成空間站艙段與火箭的分離。
長征五號B火箭研製團隊圍繞降低和改善衝擊環境開展了專題攻關，對多種降衝擊方案進行比較和試驗後，採用了“隔衝框＋阻尼盒”的降衝擊方案，並應用了“顆粒阻尼技術”。
“顆粒阻尼技術”是一種新型振動被動控制技術，通過顆粒體和阻尼器構成一個耦合、封閉的非線性系統，依靠摩擦和非彈性碰撞，迅速地耗散動能，實現減振降噪的效果。經過試驗驗證，艙箭分離界面的分離得到有效改善，空間站艙段可以在“下車”過程中感受到火箭的“溫柔”。
黑科技四
大推力直接入軌
作為一級半構型的火箭，長征五號B火箭沒有單獨的調姿和末速修正系統，而是利用一級火箭直接將有效載荷送入預定軌道。在一級發動機關機時，約140噸的推力在幾秒鐘之內消失，相當於一輛高速行駛的火車突然“剎車”，還要穩穩停靠在指定位置。
為了滿足入軌精度、分離安全等方面的更高要求，研製團隊開展了入軌姿態控制、入軌精度控制、分離安全控制等方面的技術攻關。
李東介紹，通過採用姿態控制增益優化和複合制導方法，提高了火箭姿態控制精度，降低了制導誤差對精度的影響，使火箭在分離時處於最佳“姿態”和最準位置。同時，設置了2枚離軌火箭，使火箭一級箭體可以及時避開空間站艙段的軌道面，提高了艙箭分離的安全裕度。
由此，長征五號B火箭成為第一型只靠助推及一級飛行就能實現有效載荷精確入軌的火箭。
□據人民網
來源： 蘭州日報
