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长征七号进行模态试验 系首飞前最后一项大型试验

2015-11-28 09:20   浏览:2242 次
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今年1月份长征七号合练箭在海南文昌航天发射中心成功完成了合练,然后搭乘远望号航天运输船返回天津。从海南发射场参加合练回来后,长征七号运载火箭在做什么?

原来,长征七号运载火箭在紧张有序地进行首飞前的最后一项大型试验——模态试验。在北京完成一级和二级飞行段的模态试验后,今年9月,长征七号运载火箭来到天津,住进了“亚洲第一高塔”——中国航天科技集团公司一院(即中国运载火箭技术研究院)702所天津全箭振动塔,目前正在开展全箭模态试验。

“亚洲第一高塔”虽外表其貌不扬,内里却“高度”惊人。塔的内部中空,四周有回廊,特别是有火箭进驻时,场面蔚为壮观。

长征七号正在进行首飞前最后一项大型试验——模态试验

图:长征七号正在进行首飞前最后一项大型试验——模态试验

据介绍,全箭振动塔建筑面积为10230平方米,高93米,相当于30多层楼房的高度。长征五号、长征七号等新一代运载火箭各种飞行状态及子结构的模态试验,都可以在这里进行。

工作人员称,全箭振动塔是国内单层最高厂房,最大承载力为1500吨,支撑体系用钢量约1200吨,最大施工高度为90米,技术难度大,危险程度高,在国内尚无先例。

在这座高塔里,可以看到长征七号运载火箭的全貌。从下往上看,50多米高、近600吨重的火箭被16根吊下来的粗钢丝绳和底部的工装托住,有点像坐在“秋千”上。不过,火箭做模态试验时,振幅可不像荡秋千时那么大,甚至肉眼都不易觉察到。

长征七号全箭模态试验模拟的是火箭从起飞到助推器分离前100多秒的真实飞行状态。在火箭身上,布有20多台激振器和500多个传感器,用于在试验时准确测得火箭横向、纵向及扭转振动的一系列试验数据。这些数据会定时传送给设计师,帮助他们验证和修正全箭结构动力学数学模型,进行稳定系统和动力系统设计,便于安装人员确定控制系统设备的安装位置等。

张永亮是长征七号全箭模态试验课题负责人。他说,试验是从10月7日正式开始的,预计需要两个多月完成。

主要负责此次试验的是7名来自702所的技术人员。为了长征七号如期首飞,7个来自北京的年轻人常驻天津,采用24小时两班倒工作制,以加快试验进度,为后续工作争取时间。

据悉,长征七号运载火箭准备好进塔的时候,长五火箭还没有出塔。为了让长征七号按时进塔试验,长征五号技术人员也24小时两班倒工作了一段时间,使火箭提前出塔。不过,由于“两兄弟”身材体型不一样,工作人员对振动塔进行状态转换就花了一个多月时间。

张永亮介绍,目前长征七号火箭全箭模态试验进程已过半,“模态试验的数据和理论预设数据比较吻合,试验进展很顺利。”

今年年初在海南文昌进行合练的长征七号运载火箭

图:今年年初在海南文昌进行合练的长征七号运载火箭

长征七号运载火箭,是我国研制的新一代运载火箭,采用无毒无污染的液氧煤油为燃料,由直径3.35米的芯级和4个直径2.25米的助推器组成,全箭长53.1米,起飞质量为594吨,设计近地轨道运载能力为13.5吨。

预计到2021年,长征七号将逐步替代现有的长征二号长征三号长征四号系列火箭,承担我国80%左右的航天发射任务。长征七号可发射我国研制的天舟系列货运飞船,未来技术成熟时,将取代长征二号F火箭,用于发射载人飞船。

长征七号运载火箭预计于明年4月份进行首次发射,首飞载荷可能为天舟一号货运飞船

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