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正推火箭 消氫點火裝置 降落傘航天四院多項產品和技術探測火星保駕護航

作者:由 西安釋出 發表于 易卦日期:2023-01-28

採用什麼規格的消氫裝置

西安釋出訊 7月23日,長五遙四火箭搭載“天問一號”成功飛天,位於西安的航天科技集團四院為此發射任務中的火箭和探測器提供了多項產品和技術,為探測火星全程保駕護航。

正推火箭

保證長五遙四安全實現芯一二級分離

正推火箭是火箭飛行過程中為實現芯一級、芯二級可靠分離而研製的分離發動機,為級間分離提供動力的裝置。火箭芯一級工作結束後,正推火箭接到分離指令,開始點火工作,此時,發動機產生推力實現芯二級液體推進劑沉底,確保火箭按照預定程式完成任務。

由四院研製的正推火箭兼具固體發動機和火工品的雙重特性,其工作時間長,可靠性要求高,環境條件極其苛刻,是目前運載火箭箭體使用的最大火工品。發動機固體動力推進劑,採用新型配方材料,具備低燃速、低殘渣的特點,能夠確保發動機產生強大推力的同時,不對火箭芯二級箭體產生損傷,而且比同類發動機更加綠色環保。

消氫點火裝置

排除點火中的安全隱患

“長征五號”運載火箭採用氫氧發動機,在點火前會向發射平臺周圍環境排放大量低溫氫氣。當氫氣與空氣混合濃度達到一定範圍時,遇到靜電或明火就會產生爆炸或爆轟,不僅損壞發射場的裝置和設施,甚至會導致星箭俱毀的嚴重後果。

為消除火箭發射前的大量低溫氫氣,徹底排除發射前的安全隱患,四院專門研製了消氫點火裝置。該裝置安裝在發射平臺上,能在火箭氫氧發動機工作前的2~3秒內,點燃火箭發射的“第一把火”,利用噴射的高溫、高速燃氣金屬粒子流,將發射前排出的大量氫氣在其未達到可爆炸最低濃度前先行消除,以保證運載火箭發射的安全性。該裝置採用了高安全性的藥劑材料,應用了先進的控制技術,確保能夠“準確、準時”點火,待消除氫氣後又能及時“熄火”。該裝置實施雙層保護設計,不僅能承受火箭發射時產生的高熱流衝擊,而且具有防爆功能,能避免裝置萬一失效可能引起的安全事故。

智慧“降落傘”

助力探測器穩降減速

火星探測最大的難點在於“恐怖7分鐘”,即在再入、下降與著陸過程中,要在7分鐘內將探測器的時速從2萬千米降低到0。

如何走出“恐怖7分鐘”?四院專家介紹到,火星探測器的法寶就是降落傘,火星大氣與地球大氣存在較大差異,使得作為減速裝置的降落傘在開傘、充氣、穩降減速過程中具有低密度、低動壓、高馬赫數的工作特點,只能透過在地球上40km~60km的高空進行模擬開傘試驗來驗證。

從2016年開始,四院先後為火星探測專案研製了天鷹六探空火箭等試驗運載系統,將火星降落傘及進入器模擬物運送至需要的高度,模擬火星探測器再入、下降段過程,驗證降落傘的工作效能,為火星探測器降落傘高空開傘創造最真實的試驗條件。為2020年我國首次火星探測任務的順利推進奠定了堅實的基礎。

火星車電機

為探測器“行走的雙腿”提供持續動力

本次“天問一號”火星探測將一次性完成“繞、落、巡”三大任務,其中,最讓人期待的重頭戲就是火星表面巡視。屆時,我國首輛火星車將在踏上火星後走出歷史性的一步。

眾所周知,進行區域巡視探測和相關的一些工程實踐活動任務的火星車必須擁有一雙“行走的雙腿”,而為其提供“驅動”的就是由四院為火星探測任務配套研製的火星車電機。 該電機共分為三型研製,分別應用於火星車的轉向、行走以及底盤調整功能,讓火星車能夠自主、靈活地“行走”。

作為我國首次在火星表面工作的特種電機,探測器需要歷時7到8個月的“趕路”才能抵達火星,電機系統要在待機狀態下抵禦太空中的超低溫環境,這對電機的材料和效能提出了考驗。研製中面臨了許多前所未有的技術問題,研製團隊一一攻克,讓該電機具有“耐寒、省力、減震、防汙”等特性,為火星車的探索之旅提供更加安全、舒適的“駕駛體驗”。(西安報業全媒體記者 關穎)