长五火箭贮箱内有双“太极手”

发布时间 : 2017-05-02     来源 : 中国运载火箭技术研究院新闻中心

  在长征五号火箭(以下简称“长五”火箭)的贮箱内,有一双“太极手”,它有效抑制了推进剂的晃动,从而确保了火箭的正常飞行。
  长五火箭结构设计师张晓颖介绍,火箭贮箱里装了满满的液体推进剂,它们在火箭飞行的过程中,也会产生晃动。她形象地打了个比方:“就好比我们拿一瓶矿泉水,瓶子由竖放变成斜放或者横放时,瓶子里的水会不停晃动一样,火箭在飞行时,姿态调整或气流冲击也会造成贮箱内推进剂的晃动,如果不加以抑制,持续不断的晃动会影响箭体自振频率信号,造成控制系统误判断,进而发出错误的调姿指令。调姿过程中,又会造成推进剂更大的晃动,这样恶性循环下去,火箭就无法稳定飞行了。”
  为了减少推进剂的晃动,设计人员在贮箱内增加了两个扇形的阻尼挡板。“好比端一盆水走路,水会晃动,但如果在水里放一个东西,能稍微缓冲一下,挡板的作用类似。”张晓颖说。
  与其他型号相比,长五火箭贮箱推进剂加注量更大,晃动载荷也随之加倍。如果想达到理想的晃动抑制效果,还采用扇形挡板的话,必须成倍增加挡板的面积,随之而来的就是其重量也成倍增加。
  张晓颖说:“那么大的晃动,全都撞在挡板上,挡板局部受力非常大,时间长了会造成挡板脱落,在贮箱内形成多余物。”
  针对这个问题,设计人员设计了一种新的柔性防晃结构。“我们在贮箱内壁安装了一圈环形板,增加缓冲面积。挡板上斜拉安装柔性拉条,整个结构与贮箱内壁连接的孔,设计成若干长圆孔,这样,挡板可以自带‘弹性’,随着推进剂晃动产生一定的变形,从而快速耗散掉晃动能量。这个结构就像‘太极手’一样,能够以柔克刚,抑制晃动。”张晓颖说。
  据了解,柔性防晃结构更轻,重量大约只有同等效果的扇形防晃结构的三分之一。这双“太极手”可“四两拨千斤”,能够抑制火箭飞行过程中80%以上的推进剂晃动能量,从而确保了火箭安全飞行。

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