23!神舟十五飞船在极寒下发射,长征二号F火箭会不会冻坏?
神舟十五号发射是在酒泉卫星发射中心,这两天正赶上大寒潮来袭,西伯利亚的冷空气大举南下我国,地处西北的酒泉发射中心温度骤降。在11月29日午夜发射的时候,气温低到了23左右。如此极度深寒,装满燃料而且浑身都是精密仪器的火箭会不会冻坏?还能不能正常发射?
神舟十五号瞄准11月29日23时08分发射
当然能!这个大家不用担心,长二F是一款成熟火箭,啥场面没见过?此前神舟一号和神舟四号就曾在11月发射,也是寒冷天气。但那两个是无人飞船,对神十五这样的有人飞船还是要严肃对待,因此火箭采取了非常多的保温措施,从头到脚都被保护了起来。这可是几十年的经验结晶,没经历过可是学不来的。具体是怎么做的呢?
神十五航天员乘组
首当其冲的是火箭的推进剂。长二F发动机推进剂用的是传统的偏二甲肼(燃烧剂)和四氧化二氮(氧化剂),优点是常温下处于液体状态,缺点是有毒,因此发动机被称为毒发。偏二甲肼在常压下的沸点是63,凝固点是57。2。四氧化二氮比较特别,它的沸点仅有21。15,凝固点为11。23,两个温度很接近。
长征二号F的结构
这就意味着如果夏天温度太高,四氧化二氮会沸腾,而在现在这种23的极寒条件下,如果没有保温措施,四氧化二氮又会凝固成固体,这显然不可接受。因此燃料在加注前会进行温度调节,在库房中将其预先加热到20多。
但推进剂会在发射前约1020小时加注完毕,如果接下来这么长的时间都不保温,在寒冷的大西北肯定是扛不住的。即使推进剂没被冻成固体,如果不处于最佳温度范围内,对发射也会有影响。
燃料加注前进行预调温
不过长征二号F却一点儿也不虚,因为现在的发射中心条件远比从前好,用于发射载人飞船的发射架拥有多层的回转平台,相当于一个开合自如的大盖子,把火箭给包在了里面。而在这个相对封闭的空间内还设置了空调和热风系统,能够调节内部温度在二十来度,将燃料温度控制在最佳范围之内。
火箭发射前会被包在回转平台内部
不过这里有个问题就是第一级和助推器的发动机喷管,位于火箭最底部,回转平台无法将其完全罩住,有可能受到凛冽寒风的影响。发动机喷管可不是简单的金属大喇叭,它的内部有复杂的冷却管路,要不然就耐不住火箭工作时的高温,因此它的保温是个大问题。
火箭发动机
针对这种情况,工程师们专门在回转平台的底层增加了一层围挡,再送上热风,就能保证一级发动机处于非常良好的工作环境里。不过这个回转平台在发射时是必须要一节一节地打开的,火箭的一、二级推进剂贮箱早晚要暴露在寒风里,这段时间如果温度降下来怎么办?
回转平台在发射前将火箭完全包住
对于第一级来说,推进剂的量比较大,贮箱也比较大。由于偏二甲肼和四氧化二氮都处于液态,具有一定的热容量,在短时间内温度不那么容易降下来。但对于第二级来说,液体的量就没有那么大,在打开平台到发射这段时间,降温幅度有可能会过大。
对此航天人也想出了办法:给火箭穿衣服!第二级的贮箱和发动机部位被加上了一件羽绒服,就是保温层,从而减缓了降温速度。等到发射之后,这些保温层会一块一块地掉下来。除了一、二级的液体发动机之外,火箭逃逸塔用的是固体火箭,更容易降温。由于逃逸塔是航天员的保命手段,不容有失,所以也被穿上了一件保温衣。
第二级后段穿上了羽绒服
除了这些措施之外,还有很多其它手段,例如整流罩送风设备按照温度上限进行送风,并根据情况开启飞船推进贮箱地面电调温等,保证飞船返回舱和推进舱推进剂的温度满足发射要求。
在众多暖心措施的加持下,长征二号F和神舟十五飞船完全不惧寒潮。23?小意思!
神舟十五号载人飞行任务看点如下