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细数长征五号助推器的技术创新

www.tenimizer.com2019-09-24

“支持,单击,然后离开”

--长征五号助推器的技术创新

3日晚,4个直径3.35米的助推器稳步升到长征第5长直径,直冲云霄。

长征五号四个助推器作为我国第一个有助推器支撑的捆绑式火箭,是我国最大的低温液体助推器,在飞行阶段为全箭和90%推力提供了竖立的状态支撑。姿态控制是长征五号的主要动力来源。

这是2006年10月中国航天科技集团公司上海航天技术研究院成立时对长征五号四大助推器的三大要求。

“支”的意思是长征五号完成后,四支助推器要承受860多吨全箭的重量。同时,每台助力器配备2台120吨液氧煤油发动机,起飞段也主要依靠8台液氧煤油发动机的推力。

“点”是指助推器的助推器输送系统,它创造了满足液氧煤油发动机点火的条件,并在飞行中提供稳定的推力。

“分布”是指在助推器推进剂耗尽后,堆芯与助推器之间的前后结合结构,能够可靠解锁,实现助推器与堆芯的安全分离。

为了达到这三个要求,除了控制系统,长征五号的四个助推器还需要“完成”,相当于一个单级运载火箭。发展的规模和难度非同寻常。

在10年的发展过程中,上海航天技术研究院突破了低温pogo分析与抑制技术、偏压浓度设计分析与测试技术、加温增压技术等14大难题。以及尾部隔热技术。关键技术研究。

为了满足“支撑”的高要求,助推器采用斜锥和前束主力传动结构。在飞行过程中,增压发动机产生的推力通过鼻锥上的前结合点传递到核心。在头锥小于0.1平方米的结合点处,它需要承受超过300吨的偏移集中载荷。

为此,开发团队专门为头锥设计了一种特殊的“梁”负载偏置集中力配置。倾斜的锥头铆接有超过3,000个零件,锥体和芯的前束轴承支撑是一体的。使用1吨多高硬度钢,在CNC机床上加工成100多个。公斤有效地确保了结构的强度。

加压输送系统是推进剂罐和发动机之间的连接。增压器上的每个120吨大推力液体氧气煤油发动机产生的最大压力为500个大气压。为响应长征5号的要求,大功率,高发动机进气压力,开发团队采用了新型液氧罐大流量氦加热和增压方案。

同时,为了保证火箭的推力,采用了一系列新技术,如全冗余闭式压力控制,高压大吸力电磁阀,高减压比减速器和双接触压力信号。该技术研究所首次在运载火箭上进行了工程应用,实现了电力系统技术的升级。

为了应对海南文昌发射场的气候特点,开发团队密封了箭体各部分的对接面,舱室开口,连接口等,并进行了48小时的工作。在电连接器上进行浸入式测试,确保没有任何损失。

在长征5助推器的开发过程中,开发团队还引入了数字模型,并率先推出了以数字样机为核心的全面数字化研发。这是第一次引入全箭头全三维一体化设计理念,并组织了复杂的问题。打破了三维数据交换问题,实现了数字集成集成。成功构建了第一个全箭头数字样机。与传统方法相比,物理原型被取消了。它节省了数千万元的成本,大大缩短了开发周期。

首次实现了TOP-DOWN自上而下数字化协同研发技术的应用,并建立了数字平台来管理航空航天模型。首次在航空航天产品中引入人机装配仿真,并在三维环境中对模型进行虚拟装配仿真。数字虚拟装配技术的强大功能显着提高了产品设计质量和竞争力。 (新华社记者张建松)

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