【科學(xué)網(wǎng)】北理工為“長征五號”首飛“編織火焰尾翼”
發(fā)布日期：2016-11-10 供稿：科學(xué)網(wǎng) 編輯：趙琳 審核：包麗穎 閱讀次數(shù)：
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近日,，我國研制的起飛規(guī)模最大,、技術(shù)跨度最大,、運載能力最大的新一代大型運載火箭——“長征五號”在海南文昌航天發(fā)射場成功首飛,。此次成功發(fā)射，標(biāo)志著我國航天總體技術(shù)躋身世界一流行列,。在此次火箭發(fā)射任務(wù)中,，北理工科研團(tuán)隊及科技成果發(fā)揮了關(guān)鍵作用，宇航學(xué)院教授姜毅帶領(lǐng)的發(fā)射氣體動力學(xué)課題組圓滿完成發(fā)射場導(dǎo)流槽研制保障任務(wù),，為長征五號新型運載火箭成功發(fā)射編織出絢麗的“火焰尾翼”,。
導(dǎo)流槽位于火箭發(fā)射塔最下端，是航天發(fā)射場最具技術(shù)含量的基礎(chǔ)保障設(shè)施,?；鸺诎l(fā)射時會噴出超高溫高速的火焰，如果導(dǎo)排不暢,，反射的燃?xì)饬鲿Πl(fā)射設(shè)施和火箭尾部產(chǎn)生嚴(yán)重影響，導(dǎo)致發(fā)射失敗,。因此,，必須在火箭底部兩側(cè)采取導(dǎo)流措施，將高溫的燃?xì)鈱?dǎo)至遠(yuǎn)離發(fā)射架的地方。作為中國最新和最先進(jìn)的海南文昌航天發(fā)射場,，在建設(shè)之初就定位于滿足新一代大推力運載火箭的發(fā)射要求,，發(fā)射場導(dǎo)流槽的設(shè)計也成為最重要的技術(shù)攻關(guān)。
文昌發(fā)射場總體設(shè)計單位經(jīng)過多年對國內(nèi)各著名研究所及高校研究機(jī)構(gòu)的認(rèn)真調(diào)研,，鑒于姜毅曾參與完成我國酒泉,、西昌等載人航天發(fā)射場導(dǎo)流槽研究和設(shè)計，不僅在相關(guān)理論分析等基礎(chǔ)研究方面具有豐富的經(jīng)驗和技術(shù)優(yōu)勢,，而且具備豐富的工程化經(jīng)驗與過硬的保障實力,。值得一提的是，團(tuán)隊不拘泥于已有技術(shù)優(yōu)勢,，始終保持銳意創(chuàng)新的進(jìn)取精神,，憑借首創(chuàng)的“向燃?xì)饬鲊娝钡年P(guān)鍵技術(shù)理論突破，征服了總體設(shè)計單位,。最終,，北京理工大學(xué)成為新型航天發(fā)射場導(dǎo)流槽設(shè)計的唯一合作單位，姜毅團(tuán)隊被選為唯一合作者,，參與了我國新一代運載火箭導(dǎo)流槽理論研究和試驗驗證項目關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),。
“長征五號與現(xiàn)役運載火箭相比，無論在推力,、參數(shù),、溫度、速度,、火焰長度方面,，還是在點火后火箭在發(fā)射臺上的停留時間等方面，都有大幅度增長,，為火箭的發(fā)射帶來空前的技術(shù)難題,，”姜毅介紹到。如何有效降低運載火箭發(fā)射時燃?xì)馍淞饕鸬南嚓P(guān)效應(yīng),，是我國新一代運載火箭發(fā)射場建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù),。
北理工配合發(fā)射場總體設(shè)計單位，用“火中澆水”的大膽創(chuàng)新,，為我國新一代運載火箭導(dǎo)流槽理論研究和試驗驗證項目關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)書寫了漂亮的答卷,。姜毅帶領(lǐng)7名博士生通過縮比噴水試驗，證明了通過向火箭燃?xì)饬鲊娝梢源蠓冉档腿細(xì)馍淞骱诵膮^(qū)長度,，為降低導(dǎo)流槽設(shè)計深度提供了重要的科學(xué)依據(jù),，為工程建設(shè)節(jié)約大量成本。團(tuán)隊還完成了向高溫高速燃?xì)馍淞鲊娝亩喾N工況數(shù)值模擬,，建立了數(shù)值計算模型,，為導(dǎo)流槽的優(yōu)化設(shè)計工作提供了一種高效的技術(shù)途徑,。
據(jù)姜毅介紹“新一代航天發(fā)射場發(fā)射工位必須做到可以兼容發(fā)射各種大推力新一代運載火箭的要求，設(shè)計出適應(yīng)性強(qiáng)的導(dǎo)流系統(tǒng),，是我國新一代航天發(fā)射場設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)之一,。”為適應(yīng)長征五號嚴(yán)苛的發(fā)射需求,，在時間緊,、任務(wù)重的艱難背景下，姜毅課題組充分發(fā)揚(yáng)了北理工人攻堅克難的科研品質(zhì),，經(jīng)過不懈努力,，提出了導(dǎo)流槽出口雙弧面設(shè)計技術(shù)，有效降低了燃?xì)饬鲗\載火箭的影響,，并通過理論和試驗證明了該項技術(shù)的有效性,，最終在文昌發(fā)射場發(fā)射核心區(qū)的實際導(dǎo)流槽建設(shè)中的到了成功應(yīng)用，圓滿完成了導(dǎo)流槽優(yōu)化設(shè)計的理論分析任務(wù),，以保證長征五號的順利發(fā)射,。
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