防水设计渗透到每个细节，揭秘即将首飞的长征七号火箭新设计

　　长征七号运载火箭计划６月２５日在海南文昌发射场发射成功。作为新一代中型运载火箭，长七将大幅提升我国进入空间的能力。本次发射是载人航天工程空间实验室阶段4次飞行任务的“开局之战”，也是我国新建成的海南发射场首次执行发射任务。

低纬度地区发射，能提高地球同步轨道卫星运载能力、延长卫星使用寿命，但也面临“高温、高湿、高盐雾”和“强台风、强降雨、强雷暴”的特殊气候环境。面对挑战，长征七号进行了一系列新的设计。

1防水设计渗透到每个细节

　　现役火箭发射选择窗口时都会避开雷雨天，而新一代运载火箭则能实现中雨发射，这是因为新一代运载火箭是做了“防水”设计的。

　　新一代运载火箭发射场气候潮湿，降水量大，全年12 小时内降水5至15毫米的中雨较多。为此，在火箭研制之初，“防水”设计成重中之重。

　　火箭防水都要防哪些水？要具备中雨发射能力的新一代运载火箭其实不仅仅要防雨水。很多看过火箭发射的人都见过加注后的火箭，受低温推进剂的影响，箭体表面的温度低，冷凝水像下雨一样顺着箭体流下来，这也是火箭要防的水。除此之外，箭壁、管路上的冷凝水还可能结冰，冰融化又会形成冰霜融化水等。

　　“火箭内部有很多仪器电缆，这些仪器电缆通电后被水打湿会影响信号传输，甚至关系火箭飞行成败。”航天科技集团运载火箭技术研究院长征七号火箭结构设计师卢松涛说，防水功能尽量通过结构设计来实现。可以说，长征七号火箭对防水的设计渗透到了每一个细节。

　　例如，在部段对接处、细小的孔径和缝隙处都要加密封条、涂硅橡胶；在排气孔处，实现排气防水双功能并举；针对低温液体贮箱加注后无法避免的冷凝水聚集问题，采用开设排水孔等方法。

2火箭燃料加注可停放24小时

　　长七火箭在海南发射场合练，低温燃料加注后成功停放24小时，创下了低温燃料停放时间最长纪录。新一代运载火箭，有多种发射任务需求，且发射前程序复杂，停放24小时，可为成功发射争取更多有利时间，提高火箭发射的可靠性。

　　为何低温燃料加注后仅能停放24小时呢？原来，低温燃料不仅温度极低，且易燃易爆易蒸发，停放中的火箭就像“炸弹”。不仅工作人员要在低温环境中作业，箭体上的部分仪器设备也要面临低温环境的考验。而且，在加注后停放的24小时内，需补加3至5次。

3火箭起飞20秒喷400吨水

　　新一代运载火箭发射时与其他火箭不同的是：发射平台旁的“大流量喷水降温降噪系统”要给发射平台喷水降温，否则火箭发射台内部的仪器设备很可能因高温受影响。

　　火箭点火起飞时，箭体尾部喷出的火焰几乎“直击”发射平台，使得发射平台瞬间接近3000 ℃，足以溶化绝大多数金属和非金属材料，即便火箭发射平台由特殊材料制成，表面有防热涂层，也很难承受如此高的温度。

　　国际上先进的降温方法是喷水降温，这一方法也将出现在新一代运载火箭发射中。因此，研制人员设计了一个大流量喷水降温降噪系统，系统分两级，一级位于发射平台上，在火箭发动机点火前给发射平台喷一层5厘米厚的水膜，二级位于发射平台两旁5米高空，在火箭飞达5米高以后向箭体尾部火焰中心喷水，两级喷水设施各喷20余秒，完成400吨的喷水量，使发射平台核心区降温幅度在1000 度左右。

4火箭发射平台也要涂“防晒霜”

　　火箭发射点火的刹那，温度高达2800℃，发射平台既要能承受强热流的冲刷，又要耐得住强高温。为延长发射平台的使用寿命，在每次火箭发射前，中国航天科技集团公司一院703所的技术人员就要奔赴发射基地，为即将执行发射任务的平台表面涂覆大面积“防晒霜”——特种防护涂层。

　　火箭发射平台要涂覆的面积可不是“一张脸”大小，而是多达两千平方米，光喷涂用料就要用上将近4吨。在发射平台喷涂前，要先将料配备好，用七八台打磨机同时开工，将因为上次发射烧蚀的平台表面打磨好，再用几百公斤的溶剂清洗后，才能给发射平台涂覆新的防护涂层。

5坐“ 沙发”去发射场

　　火箭从研制地到发射场通常有3 种运输方式—— 公路、铁路、海运，哪种方式更“舒适”呢？设计人员形象地说：“火箭走公路、铁路，就像坐‘硬板床’；乘船走海运，就好似坐‘沙发’。”

　　长七火箭合练箭是海运中“第一个吃螃蟹”的火箭，型号队伍在它的芯一级、芯二级、助推器、整流罩，及它乘坐的船上、装载的集装箱上，布了30个测点，详细记录了起航、抛锚、起锚、靠港，以及多种海况下的过载环境数据和振动环境数据。

　　事实表明，海运的振动环境优于其他运输方式，可以很好地保证火箭内部设备的安全。

6火箭转场能转弯

　　长征七号火箭在转场过程中要拐4个60度的弯。为何要拐弯？是因为要和长征五号火箭共用一个转运轨道，节省占地面积。

　　在海南文昌发射场，“长七”火箭从技术阵地转到发射阵地，必须拐弯。而怎么拐、拐几个弯才能使火箭行走省劲儿又安全呢？

　　设计人员通过大量的计算，得出要转4个弯，转弯半径为20米，最大转弯角度在60度左右，这样火箭转弯最省劲儿。

7火箭也有“ 脐带”

　　胎儿在母体里的10 个月，脐带起到了至关重要的作用，它为胎儿吸取养料、排除废料。火箭在到达发射场之后，也有着这样重要的“脐带”，与母体内的脐带有着异曲同工之妙，它就是火箭的加注管道、供气管道、空调管道以及电缆等等，它们向火箭源源不断地输送燃料、供气以及调节体温。

　　现役火箭的管道、电缆都在发射塔架上，这些“脐带”要一直工作到火箭起飞前。而长七火箭有了专门的承载火箭加注管道、供气管道的装置——脐带塔。

　　长七火箭的脐带塔很特别，它的两侧装有6根摆杆，内部铺设有加注、供气、空调管路和箭上众多控制电缆，以及配气台和中频电源房间，因此它的结构及组成是最复杂的，这也意味着我国运载火箭的研制技术又迈出了一大步。

8火箭体重90%是燃料

　　火箭是个“钢筋铁骨”的大个子，体重几百吨，这个大家伙体重的90%甚至更多都是燃料。

　　以长征七号火箭为例，火箭的总体重为500余吨，箭体外壳、电缆、仪器等重量加在一起只有50余吨，其余都是液氧煤油推进剂的重量。火箭是卫星等载荷通往太空的“专车”，对于这辆“专车”来说，车本身的自重越小越好，能提供动力的燃料越多越好。因为这样，就可以把尽可能多的“运量”留给“乘客”。

9火箭可抵八级风

　　在国内主要的4个发射场中，除海南文昌发射场外，其他的发射场都在内陆，风速随距地面高度的变化不大。但文昌发射场不同，距地面五六十米高的地方的风速要远高于地面风速。“地面感受到的是微风，火箭一级的地方可能就是‘大风’了。我们将这种随距地面高度而变化的风称为‘浅层风’。”研制人员说，这给“长七”垂直转场增加了难度。

　　为了提升抗风能力，他们给火箭装上了“防风减载装置”，这样一来，即使遇到8 级大风的天气，长七火箭依旧可以转场，它的抗风能力超过现役火箭。