鐵膽10-20規律圖解（長五B知多少冰箭）

2023-09-09 20:07:26 3

2022年10月25日，夢天實驗艙與長徵五號B遙四運載火箭艙箭組合體已轉運至發射區，計劃於近日擇機實施發射。在空間站階段，長徵五號B運載火箭已成功將天和核心艙、問天實驗艙送入太空。它因「肚子」裡裝了滿滿的深低溫液氫液氧燃料，所以又被稱為「冰箭」。今天我們就一同了解。

火箭「體內」燃料溫度接近絕對零度

長徵五號B運載火箭是我國低軌運載能力最強的火箭。它的體重接近900噸，而其中90%以上的重量為深低溫液氫液氧燃料。它周身冰冷，由此得名「冰箭」。

長徵五號B運載火箭使用液氫液氧推進劑，燃燒後產生的是水，無毒無汙染，產生的推力也更大。其中，液氧的溫度達-183℃，液氫的溫度可達-253℃，已經接近絕對零度了，而絕對零度，正是自然界溫度不可能達到的最低溫度。

「防寒服」有「裡」有「面」

那麼，「冰箭」是如何防寒的呢？科研人員為長徵五號B運載火箭的貯箱研製了一件「防寒服」，使其外表面溫度可以一直保持在0℃以上，火箭內部的儀器、設備、電纜等也可以正常工作。

「防寒服」一共只有十幾毫米厚，卻是讓箭體保持體溫的「利器」，說它是「防寒服」，還真是名副其實。這件「衣服」有「裡」有「面」，能使火箭在燃料加注以及飛行過程中，外表面溫度保持在0℃以上，從而避免火箭儀器、電纜等受極低溫影響產生功能異常。

「防寒服」中間的「棉花」層是低密度材料，如果它直接塗在貯箱金屬表面，貯箱受冷收縮時，「棉花」層因收縮性能比金屬小，會導致脫粘，影響絕熱效果，因此研製人員給「防寒服」設計了「裡」和「面」來保護「棉花」層。

「防寒服」的「裡」僅有零點幾毫米厚，比「棉花」層更適應金屬材料的熱脹冷縮，且能同時與金屬材料的貯箱和「棉花」完美貼合。

「防寒服」的「面」可以保護「棉花」不吸收外界水氣、不被損壞，更好地發揮絕熱性能。

「防寒服」裡最主要的材料叫做「低密度全閉孔聚氨酯泡沫塑料」，由近十種原材料按照一定的配比高速撞擊混合反應而成，這些液體材料分成兩組，就像「哥倆好」膠水一樣，一旦混合，就會在幾秒鐘之內發生發泡反應、並快速固化成型。

在「試衣間」裡穿「防寒服」

穿上「防寒服」，可不是一件簡單的事。為了給長徵五號B運載火箭穿上這件「防寒服」，技術人員精心打造了專用的「試衣間」。

「試衣間」是個全密閉式溫溼度可調節的操作室，裡面有一套自動噴塗系統。在電腦中輸入各種工藝參數，自動噴塗系統的機械臂便開始按照設定的路徑運轉。在機械臂末端的噴槍裡有個碰撞混合腔，多組分的原材料在這裡碰撞充分混合後被噴塗在火箭貯箱表面。

先拍照，再「裁衣」

火箭貯箱進入「試衣間」前，首先使用雷射傳感器給貯箱做一次型面測量，就像給貯箱拍了一張「3Ｄ照片」，所有的形狀信息都包含在這張「照片」中，後續「裁剪衣服」時這張「照片」就會成為至關重要的基準面。

在「試衣間」裡穿上的「衣服」只能算是毛坯，之後還要裁剪成合適的「樣式」，即加工成厚度一致的平整外觀。火箭結構的壁板厚度僅為幾毫米，並且大尺寸薄壁工件不可避免地會有各種變形，在一個厚度幾毫米但直徑五米、長度十幾米還易有各種變形的「大傢伙」上，加工出一層十幾毫米、厚度均勻的材料，就像是在一個大氣球的表面雕刻花紋，稍有偏差氣球就破了。那麼，如何避免這個情況呢？此時，之前拍攝的「3D照片」就要大顯神威了，科研人員自主開發的仿形加工系統依據之前拍攝的「3D照片」中所包含的型面信息，生成專用的加工程序，可以將這層噴塗好的毛坯加工出幾乎完全一致的厚度。

各種複雜的工序全部完成後，「冰箭」的這款又薄又隔溫的「防寒服」才算正式完成，它能在後續的火箭燃料加注以及飛行過程中有效隔絕深低溫，讓「冰箭」不懼嚴寒。