終于，中國(guó)擁有了自己的大火箭。今天，有著中國(guó)最大火箭之稱的長(zhǎng)征五號(hào)成功首飛，這標(biāo)志著我國(guó)運(yùn)載火箭實(shí)現(xiàn)升級(jí)換代，運(yùn)載能力進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列。

　　那么，這個(gè)長(zhǎng)征火箭家族 “身材最高”、“腰最粗”、“力氣最大”的大家伙，除了是能托舉25噸貨物的大力神，渾身上下還有哪些鮮為人知的本事？中國(guó)青年報(bào)·中青在線記者采訪有關(guān)專家進(jìn)行揭秘。

　　火箭起飛也“漂移”

　　看過邁克爾·杰克遜太空漫步的，都知道一個(gè)動(dòng)作叫“漂移”，不過這個(gè)動(dòng)作并非舞步專屬，長(zhǎng)征五號(hào)大火箭起飛時(shí)也有。

　　根據(jù)中國(guó)航天科技集團(tuán)公司中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院長(zhǎng)征五號(hào)火箭設(shè)計(jì)人員何巍的介紹，在長(zhǎng)征五號(hào)點(diǎn)火起飛瞬間，會(huì)有一個(gè)橫向的搖擺，其搖擺的幅度，受起飛瞬間風(fēng)力、發(fā)動(dòng)機(jī)安裝微小偏差等影響。

　　長(zhǎng)征五號(hào)身高近60米、體重近900噸、起飛推力近千噸，相比其他“小個(gè)頭”的火箭，其橫向搖擺會(huì)更大。

　　古語“天有不測(cè)風(fēng)云”說的是氣象不可預(yù)測(cè)，如今也是，未來長(zhǎng)時(shí)間的氣象、發(fā)射臺(tái)附近區(qū)域小環(huán)境的氣象很難預(yù)測(cè)。今年，海南頻發(fā)大風(fēng)警報(bào)，風(fēng)更多也更大，給長(zhǎng)征五號(hào)的首飛增加了難度。

　　何巍說，為了降低風(fēng)對(duì)“起飛漂移”的影響，提高火箭漂移的裕度（指留有一定余地的程度，允許有一定的誤差——記者注），航天人調(diào)整了發(fā)射臺(tái)支撐結(jié)構(gòu)。

　　火箭起飛瞬間，發(fā)動(dòng)機(jī)噴管噴出火焰，“漂移”就從這里開始。站在發(fā)射塔架前可以看到，火箭腳下的12個(gè)“支撐臂”支撐火箭站立，火箭最底端距離地面11米，調(diào)整后，這個(gè)距離將變成11.3米，站得更高。

　　根據(jù)中國(guó)航天科技集團(tuán)公司一院發(fā)射臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)員吳夢(mèng)強(qiáng)的說法，當(dāng)前支撐臂與噴管間橫向距離約200毫米，要提高裕度，型號(hào)設(shè)計(jì)人員要改變附著在支撐臂上的機(jī)械結(jié)構(gòu)“身材”，讓測(cè)力傳感器座、牽制座等變得“細(xì)長(zhǎng)”。

　　與此同時(shí)，把火箭抬高300毫米，讓噴管與支撐臂縱向距離更遠(yuǎn)。火箭擺桿的位置與火箭是固定的，支撐臂高了，勤務(wù)塔上的6個(gè)擺桿位置也要“長(zhǎng)個(gè)兒”300毫米。

　　長(zhǎng)征五號(hào)合練箭轉(zhuǎn)場(chǎng)后，平臺(tái)上6個(gè)小紅房子吸引了大家的目光，它們是火箭的“尾端服務(wù)塔”，用于保護(hù)火箭芯一級(jí)和助推器的加泄連接器。

　　吳夢(mèng)強(qiáng)說，在這次裕度的調(diào)整中，其中4個(gè)紅房子加高了“房頂”，讓內(nèi)部的設(shè)備更高地利用空間，還有一個(gè)尾端服務(wù)塔變高的同時(shí)變細(xì)了，也因此，這個(gè)紅房子也將成為“建筑面積”和“使用面積”最小的一個(gè)。

　　他說，有了這些調(diào)整，長(zhǎng)征五號(hào)原來站在11米高支架上的火箭，將再“上”一個(gè)0.3米的“臺(tái)階”，而站得更高，是為了飛得更好。

　　箭殼“薄如蟬翼”卻堅(jiān)不可摧

　　看到長(zhǎng)征五號(hào)這個(gè)身高數(shù)十米的龐然大物，很可能讓人產(chǎn)生一種誤解：這個(gè)大火箭的外殼肯定特別厚重，才能足夠堅(jiān)固。

　　但事實(shí)上，常用的火箭殼體“蒙皮”（火箭的外殼專業(yè)術(shù)語——記者注）的厚度僅在1.2毫米~2毫米，而整流罩的“蒙皮”最薄處僅有0.3毫米。

　　打了一個(gè)比方，如果把火箭比作一個(gè)成年人，把殼體比作成年人的外衣，那么這層外衣可謂“薄如蟬翼”。

　　那么，這個(gè)所謂的“蒙皮”為什么這么薄？它能保證火箭的堅(jiān)固性嗎？

　　根據(jù)中國(guó)航天科技集團(tuán)公司中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院火箭箭體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師邵英翠的說法，“蒙皮”的主要材料為鋁合金，這種材料強(qiáng)度高、耐腐蝕、重量輕、成本低，在長(zhǎng)征三號(hào)甲系列、長(zhǎng)征二號(hào)F等火箭飛行過程中綜合性能最好，是做“蒙皮”的最佳選擇。

　　更為重要的是，鋁合金材料輕，可以為火箭減輕重量，人們形容火箭是“薄皮大餡”，“蒙皮”薄了，就可以裝更多的燃料，“舉”起更重的衛(wèi)星。

　　當(dāng)然，除了保證火箭外殼輕薄，更要保證它堅(jiān)不可摧。為此，中國(guó)航天科技集團(tuán)公司中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院的設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)在“蒙皮”內(nèi)部用一個(gè)個(gè)框環(huán)和桁條組成一個(gè)圓柱型的框架，把框架與蒙皮鉚接在一起，組成火箭的一個(gè)殼段。

　　邵英翠說，火箭“蒙皮”很薄、很軟，但根據(jù)受力分析進(jìn)行科學(xué)計(jì)算、結(jié)構(gòu)優(yōu)化后，用鉚釘把“蒙皮”和框架固定，每一殼段有上千個(gè)鉚釘，這樣就保證了整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度。她還表示，在發(fā)射過程中，無論受到哪個(gè)方向的外力，都不會(huì)影響火箭的飛行。

　　不過，如果“蒙皮”過薄，靠不斷加密內(nèi)部框架來保證堅(jiān)固性的話，反而會(huì)使殼體重量增加，達(dá)不到預(yù)期效果。也因此，設(shè)計(jì)人員要計(jì)算出“蒙皮”和框環(huán)、桁條的最佳配比，既保證用最少的材料，又保證箭體堅(jiān)固、可靠。

　　長(zhǎng)征五號(hào)大火箭整流罩的“蒙皮”面板厚度只有0.3毫米，在相同剛度下，火箭殼段的重量將減少10%以上。根據(jù)箭體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員李操的說法，這樣，火箭就能在保證堅(jiān)固的前提下，裝上更多的燃料，把有效載荷順利送入軌道了。

　　“冰箭”不冷

　　很多火箭迷都知道，長(zhǎng)征五號(hào)被稱作“冰箭”，這是因?yàn)榛鸺�肚子里裝了滿滿的深低溫液氫液氧燃料，其中液氫溫度達(dá)-253℃、液氧達(dá)-183℃，幾乎達(dá)到了溫度的極限。

　　鮮為人知的是，盡管火箭體內(nèi)90%以上都是這種深低溫燃料，但火箭并不冷，它的外表面溫度依然可以一直保持在0℃以上。

　　原來，航天人在火箭的貯箱外套了一層“防寒服”，讓火箭內(nèi)部的儀器、設(shè)備、電纜等正常工作。可別小看這層“防寒服”，盡管只有不到30毫米的厚度，卻是給火箭保持體溫的利器。

　　根據(jù)中國(guó)航天科技集團(tuán)公司一院703所防隔熱材料設(shè)計(jì)師申雄剛的說法，“防寒服”中的“棉花”層是低密度材料，厚度為10毫米~20毫米，這層“棉花”有“里”有“面”。如果它直接涂在貯箱金屬表面，貯箱受冷收縮時(shí)，“棉花”層因收縮性能比金屬小會(huì)導(dǎo)致脫粘，影響隔溫效果。

　　“防寒服”的“里”是一層膠粘劑，不到1毫米厚，比“棉花”層更適應(yīng)金屬材料的熱脹冷縮，且摩擦力大，能同時(shí)與金屬材料的貯箱和“棉花”完美貼合，設(shè)計(jì)人員又叫它“緩沖層”。

　　“防寒服”的“面”是一層蘸膠玻璃纖維織物，有0.9毫米厚，也叫保護(hù)層，可以保護(hù)“棉花”不吸收外界水氣、不被損壞，更好地發(fā)揮隔溫性能。

　　申雄剛說，“棉花”層由近10種原材料按照配比高速撞擊混合反應(yīng)而成，而這近10種材料分成兩組，都是液體，就像“哥倆好”膠水一樣，一旦混合，會(huì)在10秒鐘之內(nèi)發(fā)生發(fā)泡反應(yīng)，固化成形。

　　值得一提的是，長(zhǎng)征五號(hào)的“棉花”層與其他火箭不同，因?yàn)檫x用了新型發(fā)泡材料，其他材料的比例等也變了。申雄剛說，材料研制人員做了千余次試驗(yàn)，研究新型“棉花”層的性能。

　　在“穿衣”前，研制人員還要先給長(zhǎng)征五號(hào)拍個(gè)“3D”照片，這樣它所有的形狀信息都包含在了這張“照片”中。如此復(fù)雜的工序下來，“冰箭”這款又薄又隔溫的“防寒服”才可以在加注后大顯神通，讓“冰箭”不冷。