長五火箭貯箱內有雙“太極手”

發布時間 : 2018-01-11     來源 : 中國運載火箭技術研究院新聞中心

  在長征五號火箭(以下簡稱“長五”火箭)的貯箱內,有一雙“太極手”,它有效抑制了推進劑的晃動,從而確保了火箭的正常飛行。
  長五火箭結構設計師張曉穎介紹,火箭貯箱里裝了滿滿的液體推進劑,它們在火箭飛行的過程中,也會產生晃動。她形象地打了個比方:“就好比我們拿一瓶礦泉水,瓶子由豎放變成斜放或者橫放時,瓶子里的水會不停晃動一樣,火箭在飛行時,姿態調整或氣流沖擊也會造成貯箱內推進劑的晃動,如果不加以抑制,持續不斷的晃動會影響箭體自振頻率信號,造成控制系統誤判斷,進而發出錯誤的調姿指令。調姿過程中,又會造成推進劑更大的晃動,這樣惡性循環下去,火箭就無法穩定飛行了。”
  為了減少推進劑的晃動,設計人員在貯箱內增加了兩個扇形的阻尼擋板。“好比端一盆水走路,水會晃動,但如果在水里放一個東西,能稍微緩沖一下,擋板的作用類似。”張曉穎說。
  與其他型號相比,長五火箭貯箱推進劑加注量更大,晃動載荷也隨之加倍。如果想達到理想的晃動抑制效果,還采用扇形擋板的話,必須成倍增加擋板的面積,隨之而來的就是其重量也成倍增加。
  張曉穎說:“那么大的晃動,全都撞在擋板上,擋板局部受力非常大,時間長了會造成擋板脫落,在貯箱內形成多余物。”
  針對這個問題,設計人員設計了一種新的柔性防晃結構。“我們在貯箱內壁安裝了一圈環形板,增加緩沖面積。擋板上斜拉安裝柔性拉條,整個結構與貯箱內壁連接的孔,設計成若干長圓孔,這樣,擋板可以自帶‘彈性’,隨著推進劑晃動產生一定的變形,從而快速耗散掉晃動能量。這個結構就像‘太極手’一樣,能夠以柔克剛,抑制晃動。”張曉穎說。
  據了解,柔性防晃結構更輕,重量大約只有同等效果的扇形防晃結構的三分之一。這雙“太極手”可“四兩撥千斤”,能夠抑制火箭飛行過程中80%以上的推進劑晃動能量,從而確保了火箭安全飛行。

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