三送天舟会天和：奏响“冰与火之歌”

将三日船送上天:玩“火与冰”

5月10日凌晨，伴随着震耳欲聋的轰鸣声，长征七号遥五运载火箭从团团白雾中喷薄而出，在天空中划出一道金色的弧线，成功将天舟四号货运飞船送入预定轨道。

这是中国空间站在轨建成以来，天舟货运飞船第三次由长征七号运载火箭送入太空。

“我又一次手拉手去了空间站天河核心舱。‘快递小哥’和它的‘乘客’配合非常默契，火箭整体技术状态逐渐稳定，飞行可靠性评估值达到0.9838的先进水平。”中国航天科技集团公司一院长征七号运载火箭总设计师邵说。

要把一艘载有大量物资的货运飞船按时送上太空，必须有运载能力足够大、强度大、可靠性高的运载火箭。长征七号运载火箭在近地轨道的运载能力为13.5吨，是使用传统燃料的运载火箭的一半以上。作为名副其实的“冰箭”，长征七号在南海之畔奏响了一曲《火与冰》。

该院综合科火箭设计专家许告诉记者，火箭是一种“特种车”，搭载卫星等载荷通向太空。对于这种“专车”，自重越小越好，能提供动力的燃料越多越好。因为，这样一来，就可以把尽可能多的“交通量”留给“乘客”。

长征七号是个“钢铁般骨气”的大人物。它的总重量超过500吨，但其中90%或更多是燃料的重量。火箭外壳、电缆、仪器等的重量。加起来只有50多吨。

许说，燃料在火箭总重量中所占的比例越大，火箭的结构效率越高，说明设计越合理。火箭外壳、电缆、仪器等的重量。叫做“自重”。这些部件应该设计得尽可能简洁和强大，以减轻重量。

值得一提的是，mega发射中最高温度可达3000摄氏度，发射瞬间形成的白雾是发射塔底部几十米深的导流槽内水分蒸发的结果。水蒸气带走大量的热量来冷却火箭。

“但喷水降温对低温火箭长征七号来说是不够的。”许说，当火箭站在阳光下，火箭身上的水像雨一样流下来，而在火箭舱内，它处于零下183摄氏度的低温。

这是因为长征七号的燃料里有液氧。许说，液氧煤油发动机被誉为世界航天动力领域的珠穆朗玛峰。它采用无毒无污染的液氧煤油作为燃料，在经济上比常规发动机推进剂便宜60%，并且可以重复使用。它的低温也会造成长征七号表面水汽的凝结。

低温加注燃料后，试验场的发射塔就像一个“大冷库”，油箱隔板外面结满了厚厚的霜。每次测试队员去检查，头发和眉毛上都会结一层厚厚的霜。

长征七号运载火箭动力系统总指挥邓新宇说，低温燃料不仅温度极低，而且易燃易爆，容易蒸发。

“目前长征七号加油后最长停车时间是24小时。”邓新宇说，在火箭研制之初，科研人员就把加注燃料后停车24小时作为设计标准纳入型号研制过程，为成功发射争取更有利的时间。

在“冰火两重天”的强烈反差下，长征七号是如何练就一套防水的“金钟罩”的？

一院总体部火箭设计专家卢松涛说，长征七号对“水”的保护渗透到每一个设计细节。比如常规型号中，用于平衡整流罩内外压力的通风口在内陆发射时不需要单独防水，但在长征七号上，也对通风口采取了特殊的防水措施。

他告诉记者，在防水设计上，科研人员遵循“什么是单机能解决的，不是系统能解决的，就是系统能解决的，不是整体能解决的”的原则，从“产品源头”解决防水问题。

长征七号低温液氧箱表面除了有防水的“金钟罩”，还覆盖了一层厚厚的“棉衣”，主要起到隔离热传导的作用。穿上“棉衣”后，贮箱内部能保持足够的低温环境，使液氧推进剂不会因温度升高而大量挥发，贮箱外部温度也不会过低，对外部仪器和人员造成冻伤。

“厚棉衣”的主要成分是一种塑料泡沫。在棉服生产过程中，需要发泡剂使泡沫膨胀成型。长征七号使用了新型无氟发泡剂，不会对地球臭氧层造成伤害。

卢松涛说，与过去相比，长征七号液氧箱穿的“棉大衣”省去了一层金属铝箔，实现了自动泡沫喷涂和表面加工的自动化生产。这些改进不仅大大提高了低温液氧罐“棉衣”的生产效率，而且使“棉衣”在质地上更加绿色轻盈。