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长征五号为什么被叫“胖五”?_胖五是什么运载火箭

栏目:数码科技

作者:B姐

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时间:2024-02-23 10:15:27

在运载火箭的世界里,身材越“胖”,个头越大,运载能力就越强。著名的前苏联“能源号”运载火箭、美国“土星五号”运载火箭,都是出了名的“大胖子”。长征五号大约有20层楼高、600多吨重,是我国目前运载能力最大的新一代运载火箭,也是我国迄今为止研制的最大推力运载火箭,因此之前都被简称为“大火箭”。由于外形上比小伙伴们肥硕得多,于是不少网友就亲切地称他“胖五”。

大力:比现役火箭的运载能力提升2倍以上

在运载能力上,长征五号的能力和国外现在主流大型运载火箭相当,具备近地轨道25吨、地球同步转移轨道14吨的运载能力,比现役火箭的运载能力提升了2倍以上。

新鲜:首用液氢作为火箭推进剂

此次发射任务是我国首次大规模应用液氢作为火箭推进剂,对液氢的应用规模是我国现有航天发射场的十几倍。

考验:火箭将面临“冰火两重天”

在火箭发射当天,推进剂将通过这些管路源源不断流向火箭的贮箱。完成加注后,火箭内部将达到零下200多摄氏度的超低温,而在点火的时候,火箭发动机**的烈焰温度则高达3000多摄氏度,此时的火箭将面临内外“冰火两重天”的极端考验。

发射问天实验舱的“胖五”火箭,要在太空停留10天,是真的吗?

长征五号是一种新型大推力运载火箭,属于大型低温液体捆绑式运载火箭。

长征五号运载火箭是按照“高可靠、低成本、无毒无污染、适应性强、安全性好”的原则和模块化思想研制的新一代大型运载火箭,也是中国新一代运载火箭中芯级直径为5米的火箭系列。

长征五号为捆绑四个助推器的两级半构型火箭,采用无毒无污染推进剂,火箭全箭总长56.97米,起飞质量约869吨,具备近地轨道25吨、地球同步转移轨道14吨的运载能力,可以完成近地轨道卫星、地球同步转移轨道卫星、太阳同步轨道卫星、空间站、月球探测器和火星探测器等各类航天器的发射任务。

长征五号理论上有32吨的近地轨道运载能力,但不用于发射该轨道卫星。

中国未来天宫空间站、北斗导航系统的建设,探月三期工程及其它深空探测的实施都将使用该火箭系列。

长征五号运载火箭

“胖五”作为我国最强火箭,究竟有什么能耐?

“胖五”确实要停留一段时间,但这个时间具体多久还不能确定,上次发射“天和号”的时候确实停留6天之久,而且其一直处于翻滚的状态。

之所以停留那么长时间,是因为“胖五”作为大推力火箭,只需要400多秒的时间就能将空间站部件直接发射到预定轨道之中,而这种大推力火箭在飞行的最后阶段,也和“问天实验舱”一同进入了轨道,两者的速度是相同的,只不过在最后时刻,“胖五”用劲力气“推”了“问天实验舱”一把,让它的速度更快一点,而自己因为反作用力速度会落后一些,这样的做的原因是可以让两者距离拉开,让“胖五”的飞行速度小于第一宇宙速度,最终会在大气层的阻力以及地球引力作用下,掉入大气层烧毁。

01.“胖五”荷载能力强大,可直接将太空站组件送入太空

运载力是衡量火箭强大与否的数据标准,运载力越强,火箭的技术也就越高。我国早在20世纪80年代的时候,就提出了要设计大型运载火箭的想法,那时候就开始计划为以后空间站和走向深空做好准备。

经过我国科研人员的努力,历经30年之久,终于研制出了我国新一代的运载火箭,它就是长征五号运载火箭,也叫做“胖五”,全长57米的它有20层楼那么高,直径也和其他火箭不同,其他国家是3.35米,而“胖五”是5米,因为比别人胖了一圈,所以“胖五”这个名字,还是十分贴切的。

“胖五”之所以强大,不仅因为自己“身高体胖”,它的周围还捆绑了4个直径为3.35米的助推器,能够为“胖五”增加更多的推力。

“胖五”的出现,不仅可以做到直接将空间站零部件推进轨道,还大幅度提高了我国火箭运载能力的上限,运载能力提高了2.5倍,直接满足了现如今我国空间站的建设需求。

强大的推力,直接能够将荷载运到近地轨道或者是高轨道,但运到轨道需要达到第一宇宙速度,而火箭和荷载分离以后,速度虽然会下降,但外太空的阻力很稀薄,因此脱离后的火箭依然会保持很高的飞行速度,会围绕地球旋转。

发射“天和号”的时候,“胖五”芯级火箭就在天上飞行了大约6天时间,围绕地球旋转了102圈以后,才坠落在非洲西部海域之中。

究其原因,就是因为发射成功以后,我们的火箭不需要回收,因此也没有配备发动机,发射后的火箭芯级会在几天之内被地球的引力捕捉,在大气层中销毁,残骸会坠落地球海洋之中。

02.“胖五”的芯级火箭,总是招惹外媒

很多朋友可能并不知道,我国“胖五”火箭是“招黑 ”体质,每次发射都会引来外媒的“黑”关注,不仅大篇幅说我国火箭技术不先进,还总是强调我国火箭在太空停留的时间长,最后有“砸”到人的风险。

几乎在“问天实验舱”发射成功的同时,美媒《纽约时报》就出现了类似的报道,认为我国的火箭很有可能会坠落在人口密集的区域。

原文翻译是这样的:发射一周后,这个10层楼高,重23吨的火箭会因为和大气层慢慢摩擦而坠向地面。

事实上,我国“胖五”确实要在太空中飞行一段时间,但世界上大部分同类型的火箭,都是会有同样的经历,因为多说同类型的火箭都是“一次性”的,不能回收也没有装配发动机,不会二次点火,因此依靠引力以及外太空稀薄的空气摩擦,最终坠入大气层。

最后,《纽约时报》还根据我国空间站的轨道倾角,预测“胖五”芯级火箭会在南北纬42°左右的任何范围内坠落,并强调了一些人口密集的大城市,以期引起恐慌。但实际上,这个范围内大部分都是海洋,即便是陆地,也几乎只有1%的面积有人居住。

曾经就有美国专家做过预测,火箭发射以后剩下的残骸,砸到人的可能性只有亿万分之一,可是到了我们这里就处处被针对,难道因为“胖五”粗了一点,概率就提高了几亿?

03.火箭可以加快坠落速度吗

看到这里,有些朋友可能会有此一问,既然不能掌握发射后废弃火箭的坠落轨迹,那么可不可以加速它坠落的速度,让其变得可控。

其实完全可以,但并没有必要。

目前符合要求的办法有两种,第一种就是可回收火箭,第二种就是给火箭里面装个二次点火的发动机。

先说第一种,可回收火箭确实能够大幅度的降低火箭发射成本,同时因为可回收,也可以很好的掌握火箭返回的轨道。

但不得不承认,我国航天事业虽然最近几年进步很大,但依然和外国有一些差距,就拿“胖五”来说吧,作为我国运载力最强的火箭,依然和排名第一的猎鹰重型火箭有一定的差距,我国重型火箭还没有实现,可回收火箭的技术难点更多,我们需要一步一步去攻克。

再说第二种,可回收暂时还行不通,这不丢人,毕竟公认的航天大国俄罗斯也没有实现。那么给废弃的火箭装上发动机进行二次点火,促使它快速坠落行不行得通?

行得通,但是没必要,美国曾经就这么做了,当时的火箭是Delta IV型,它装配了发动机,可以控制废弃火箭的轨道,但后来因为成本实在太高,加上火箭坠落砸到人的概率实在是太低,因此放弃了。

此外,给火箭增加控制轨道的系统,反而增加了失败的概率,美国当时计算了,增加该系统后伤亡风险高达六百分之一,因此最终直接放弃。如今虽然技术水平提高了,但再控制系统实际上就是火箭中的燃料没有消耗掉,再次启动,使用火箭中剩余的燃料,这种方法是有前提的,就是火箭的轨道不能发射太高,但该方法很难控制结局,毕竟猎鹰9号已经多次失败。

实际上,探索太空消耗已经非常庞大了,如果再增加更多的措施,不利于太空探索的可持续发展,而且砸到人的概率真的很低。

我国“胖五”芯一级火箭,因为体积庞大确实要在太空中存留7到10天左右,最后一定会坠落到大气层,但因为胖一些,体型大一点,因此即便摩擦也依然还会有所残留,但残留也不会太大,坠落的话多数都是坠落到海洋之中,根本就不用太过担心。

胖五得了个“冰箭”的雅称,为什么说它无毒无污染?

在2019年还剩几天的时间,中国航天再次传来捷报,我国新型运载火箭 长征五号 成功发射升空。该消息一经发出,立即在网络上引起了强烈的反响,很多网友表示这就是祖国日益强大的表现,也有网友因为长征五号的外形为其取名 胖五 ,因为它与之前的运载火箭相比确实要 胖 了一圈。航天专家表示,虽然长征五号在当今世界还算不上是最强的运载火箭,但它已经是我国最强的运载火箭了,它对中国现阶段和未来的航天发展战略有极为重要的意义,那么这些意义体现在哪里呢?

专家表示,长征五号的意义在于 一箭定乾坤 。首先从我国的空间站建设方面来看,长征五号将会在运输空间站部件中起到不可替代的作用。我国太空空间站项目已经度过了天宫一号和二号的测试,下一阶段就是正式建设 天宫号 空间站。据了解要真正建立起空间站,还需要将多个重量大约为20吨的太空舱送上太空。在长征五号研发出来之前,国内没有一枚火箭能够担此重任,但在长征五号问世之后这些问题将会迎刃而解,因为它最多能够将25吨重物送当近地轨道。

航天专家预测,在长征五号顺利执行了第三次运载任务之后,我国空间站的建造基本完成了框架。到了2024年,国际空间站将会面临着退役,而那时候中国天宫号空间站则会顺位而上,成为太空里唯一一个空间站。在空间站里中国科研人员可以展开一系列的太空实验,也可以和其它国家展开太空项目合作。

长征五号的意义不仅在于协助空间站的建设完成,还在于帮助地球同步轨道卫星的部署。在地球附近分布着一种人造卫星,它们的自转速度几乎和地球自转周期一模一样,即和地球保持同步动作,它们就是地球同步轨道卫星。正常情况下地面上的人看同步卫星是静止的,而且只需要在特定位置部署三颗这样的卫星,就能够实现全球通信。但和近地轨道相比,同步轨道的高度则要高得多,这就意味着一般的运载火箭是没有能力承受这个重任的。

于是需要研发出载重能力更强,飞行航程更远的运载火箭,长征五号各方面的参数符合将同步卫星送上同步轨道的要求。众所周知我国第一颗人造卫星是 东方红一号 ,如今这一系列已经发展到了东方红五号,而这五号正是由长征五号送上太空的。除了将地面的人造卫星运送到地球附近轨道上之外,长征五号还能为月球探测做贡献。

根据航天专家的介绍,目前我国的探月工程已经来到无人探测的阶段,随着嫦娥四号在月球背面实现软着陆,新一轮探索已经开始了。届时月球探测器将会收集月球上的样本,然后再运送回地球。在这个阶段里长征五号同样扮演着重要的角色,作为大推力火箭它能够稳定地将嫦娥五号送上太空。

长征五号的腰围(芯级直径)由现役长征火箭家族的3.5米达到5米,最大身高达63.2米,有20层楼那么高,近地轨道运载能力由9吨增至25吨,是现役火箭最大运载能力的2倍左右,绝对算得上“长征家族”里的“大个子”和“大胖子”。

据中国航天科技集团一院长征五号火箭主任设计师黄诚介绍,长征五号25吨的运载能力,好比可以一次将16台小轿车送入太空。而我国以后发射20吨左右的长期有人照料的空间站、大型空间望远镜、返回式月球探测器、深空探测器、超重型应用卫星等,更是不在话下。除了发射吨位的提升,长征五号还可以实现一箭多星的发射。一次发射更多更重的、功能更全的卫星,将在完成相同发射任务的情况下,使每次的发射费用降低20%-30%。那么要什么样的燃料才足够推动壮实的“胖五”飞天?答案是液氢。液氢是目前人类所掌握的能量最大的燃料。

液氢预热后,流进发动机,点燃以后产生推力。同时由于氢氧发动机推力特别大,比冲特别高,它必须有一种非常强大的涡轮泵,而这也是航天发动机的核心。这个涡轮泵超过目前我们所有的飞机涡轮喷气发动机的功率,如果把单排的涡轮泵当作一个发电机组的话,甚至可以满足一般城镇用电,可想而知它的能量有多大。这个涡轮泵的作用就是要把燃料泵到燃烧室里面,因为燃烧室在燃烧的时候有很强的内压,如果没有一个很强有力的泵的话,燃料就会反流。为什么能保证燃料能够源源不断地逆流而上进入到燃烧室里,全都靠这个泵,而且这个泵是以几万转每分钟的极高转速来旋转,所以它是一个非常极端的工况,它一头是零下二百五十多度的液氢,另外一头是高温的氧气,同时还要保证这个泵在旋转的时候不出现偏差,冰中取火的难度真的非常高。长征五号采用零下252℃的液氢和零下183℃的液氧作为推进剂,因此也被称作“冰箭”。燃烧产生的是水,真正实现了无毒无污染。

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