沉舟舟

不久前,神舟十七号载人飞船发射任务圆满完成,标志着我国载人航天工程发射任务实现30战30捷。在神舟十七号载人飞船顺利发射的背后,不仅有无数默默奉献的航天工作者,也有与航天人肩并肩的“火箭护卫队”。

垂直总体装配厂房

神舟十七号载人飞船的发射任务由长征二号F 遥十七运载火箭承担,而火箭又由整流罩、逃逸塔、一级火箭、二级火箭等部分组成,也就是说,我们看到的完整火箭是像搭积木一样一节一节组装起来的。完成飞船与火箭组装的地方就是垂直总装厂房。

为了让火箭不经受风吹日晒、雨淋沙蚀,工程师们采用钢筋混凝土多筒体框架结构建造厂房大楼,既节约成本又满足了高强度、密封、保温方面的需求。飞船、逃逸塔再加上火箭,组合起来是一个高约60 米的大高个(差不多20 层楼的高度),要把它们都放下还得留出吊装的空间,因此总装厂房的内部空间就有85 米高,里面有大型吊装设备和各种测试仪器。

为了方便科研人员进行测试,在厂房里有十多层工作平台。厂房还能够同时容纳两枚船箭组合体,采用“一发一备”模式。比如在神舟十七号飞船发射时,神舟十八号飞船就已经在厂房中待命,如果飞船出现意外,备用飞船将在最短的时间内发射执行紧急救援任务,保证宇航员的生命安全。

活动发射平台

在垂直总装厂房火箭的正下方,有一个默默无闻的火箭护卫队员在支撑着火箭与飞船的总装,它就是活动发射平台。它是陪伴船箭组合体最久的伙伴——从飞船和火箭组装到火箭发射的最后一刻,它的作用包括支撑和固定火箭、把火箭“驮”到发射塔、调整火箭的垂直度等等。

活动发射平台看着只是一个普普通通的金属台子,但其实相当复杂,它有与火箭底部固定的对接结构;有用于调平的各种液压马达、减速器以及调平支腿;有用于转运火箭的电机、减速器和轮子等。

从装配厂到发射塔路程约1.5 千米,活动发射平台像火车一样在两根无缝钢轨上运动,大概以20 米/ 分钟的速度前进,要走一个多小时。在发射平台后面有一台电源驱动控制车,为发射平台供能以及控制其运动。

为什幺需要垂直厂房

我们国家的火箭通过“三垂一远”模式发射,即垂直组装、垂直测试、垂直转运和远距离发射,这样做的目的是提升火箭发射的可靠性,并保障人员安全,大部分测试工作都可以在垂直总装厂房进行。1999 年前,采用水平装配、水平转运,即飞船和火箭在“躺着”组装好,运到发射场后,再立起来发射,这样可以降低组装和转运成本,但火箭在立起来后由于受力方向改变,又需要进行大量复杂详细的测试。

火箭发射时为什幺有巨大“白烟”

火箭发射时推进器喷射出的火焰温度高达3000℃,能够融化大部分金属和非金属,就算发射平台表面涂有绝热材料,也禁不住如此高的温度。为了保护发射平台和周围设施,吸收火箭起飞时释放的大量热量,发射台底部会设置一个水泥导流槽(大水池子)。在火箭发射时,发射平台的盖板可以打开,让火焰直接通向导流槽,利用水的汽化来吸热,所以咱们看到的“白烟”其实是水雾。

火箭发射塔

火箭发射塔是出镜最频繁的“护卫队员”,它的主要作用是支撑、保护火箭,并承担火箭调试、加注燃料和发射任务。神舟十七号载人飞船使用的发射塔是位于酒泉卫星发射中心的921 发射塔,是我国现役唯一的载人发射工位。塔架由太原重工制造,主体结构高75 米,加上避雷针高105.52 米,采用全钢结构,用钢量达到2300 吨。

发射塔的悬臂,也就是发射塔的四段回旋平台,在火箭发射前会环抱住箭船组合体,一方面能够形成遮风挡雨的封闭空间,保护火箭,另一方面也方便各种仪器设备和工作人员接近箭船组合体。等到临近发射时,回旋平台会向后旋转,留出足够的发射空间。

在回旋平台内设有升降平台,供测试人员和航天员使用。另外,发射塔为了保证航天员的生命安全,还设计了高速防爆电梯和紧急撤离滑道等安全设施,能够让航天员迅速到达安全地带。

发射塔上的塔吊有什幺用

与其他国家的发射塔不同,我们国家早期的技术不能够进行水平组装,也造不了垂直总装厂房,因此发射塔只能“又当爹又当妈”,既要负责火箭的支撑保护、装配调试,也要承担加注燃料和发射的任务,因此在发射塔顶安装一个旋转塔吊用来吊装火箭与飞船。早期这样的发射模式会导致火箭发射的频率很低,因为所有工作都要在发射位上干,下一艘火箭必须等到前一艘火箭发射了才能到发射塔前进行装配。

航天测控站与航天控制中心

火箭护卫队的队员并不都在火箭发射现场,比如航天测控站与航天控制中心就在其他地方,但他们同样在为火箭的顺利发射保驾护航。

航天测控站的主要工作是对火箭与飞船进行跟踪测量、遥测、遥控和通信等,它将接收到的测量、遥测信息传送给航天控制中心,航天控制中心就能够知道航天器的飞行轨迹、姿态和工作状态。航天测控站与航天控制中心会与航天器取得通信,并在测控站的配合下对航天器进行控制。测控站也可以根据规定的程序,独立实施对航天器的控制。测控站按其分布,有陆上测控站、海上测量船、跟踪与数据中继卫星等。

载人飞船和运载火箭的成功发射,离不开“火箭护卫队”中的各个成员不辞辛苦的工作,更离不开成千上万默默付出的中国航天科研工作者。祝愿未来祖国的载人航天事业不断谱写飞天梦想的壮丽篇章,不断攀登前沿科技的新高峰!

填色狂想

接到航天局最新指示,在木卫一附近发现了一个神秘入口,疑似通往另一个星系的虫洞。为了探测究竟,必须搭乘空天火箭前往。而你,毫不犹豫地接受了这项任务。

到了发射基地,你近距离仰望着空天火箭,说道:“好酷的火箭!要是还可以自己涂装一下就更酷了!”

机会来了,现在你可以拿起画笔为你的火箭重新上色了!在你的想象中,它又会喷出什幺颜色的尾焰呢?(当然,你还可以自己设计一个火箭哟!)

11 期《超级大桥,超级大解密》答案

第一关·头脑风暴

D、D、B、D、C、C

第二关·科学填词

横排:

一、维多利亚港

二、州桥

三、珠海大桥

四、泉州湾跨海大桥

五、钢筋

六、杭州湾跨海铁路大桥

七、上海长江隧桥

八、桥梁跨度

竖排:

1、海啸

2、桥跨

3、港珠澳大桥海底隧道

4、赵州桥

5、大渡桥

6、钢构桥

7、梁桥

8、桥面坡度