長征七號運載火箭計劃6月25日至29日在海南文昌發射場擇機發射。低緯度地區發射，能提高地球同步軌道衛星運載能力、延長衛星使用壽命，但也面臨“高溫、高濕、高鹽霧”和“強臺風、強降雨、強雷暴”的特殊氣候環境。面對挑戰，長征七號進行了一系列新的設計。
防水設計滲透到每個細節
海南文昌發射場氣候潮濕，全年12小時內降水5至15毫米的中雨較多。火箭不僅僅要防雨水，還有箭體表面、管路上的冷凝水也會影響到正常發射。
為此，在火箭研制之初，“防水”設計成重中之重。“火箭內部有很多儀器電纜，這些儀器電纜通電后被水打濕會影響信號傳輸，甚至關系火箭飛行成敗。”航天科技集團運載火箭技術研究院長征七號火箭結構設計師盧松濤說，防水功能盡量通過結構設計來實現。可以說，長征七號火箭對防水的設計滲透到了每一個細節。
例如，在部段對接處、細小的孔徑和縫隙處都要加密封條、涂硅橡膠；在排氣孔處，實現排氣防水雙功能并舉；針對低溫液體貯箱加注后無法避免的冷凝水聚集問題，采用開設排水孔等方法。
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“防風減載裝置”可抗8級大風
每年8月至11月，海南文昌發射場會受到強熱帶風暴和臺風的影響。由于臨海，風速隨著距地面高度的增加而越來越大。“地面感受到的是微風，火箭一級的地方可能就是‘大風’了。我們將這種隨地面高度而變化的風稱為‘淺層風’。”航天科技集團運載火箭技術研究院長征七號火箭副總設計師程堂明說。
長征七號在垂直轉場時，若淺層風較大，對火箭結構強度是一個很大的考驗。考慮到這一因素后，長征七號火箭型號隊伍對火箭局部結構進行了適當加強，并為火箭設計了一個“防風減載裝置”。
據了解，這套裝置采用可伸展的桁架結構，一端固定在活動發射平臺的臍帶塔上，展開后另一端與火箭二級發動機機架接頭對接，這樣在垂直轉場過程中將火箭與臍帶塔連接起來，能夠顯著降低火箭受到的風載。
“這樣一來，即使遇到8級大風的天氣，長征七號火箭依舊可以轉場，它的抗風能力超過現役火箭。”程堂明說。
臍帶塔縮短測試時間“以往火箭所有的管路連接以及測試驗證都是在發射陣地進行，大概需要20天左右的時間。”航天科技集團運載火箭技術研究院長征七號地面副主任設計師吳夢強說，“由于首次在非內陸發射場執行發射任務，而我國臺風預測能力僅能提前1周，天氣的不確定性導致火箭不能在發射陣地如此長時間工作”。
為此，設計人員專門設計了承載火箭加注管道、供氣管道的裝置，因為其作用類似于嬰兒和母體之間臍帶相連，被稱作“臍帶塔”，為火箭源源不斷輸送燃料、供氣以及調節體溫。
長征七號火箭臍帶塔高約64.5米，分上、中、下三段，呈錐形，重約250噸。在技術陣地完成相關技術的驗證和試驗后，臍帶塔的存在保證了火箭轉場過程中所有連接狀態不變，到發射陣地后直接進行加注發射，縮短了在火箭發射陣地的測試時間。
“長征七號火箭的臍帶塔兩側裝有6根擺桿，內部鋪設有加注、供氣、空調管路和箭上眾多控制電纜，以及配氣臺和中頻電源房間，因此它的結構及組成是最復雜的，這也意味著我國運載火箭的研制技術又邁出了一大步。”吳夢強說。
來源：北京日報
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