新一代中型运载火箭长征七号在燃料使用上以液氧和煤油为主,这就对火箭的燃料加注贮存以及点火后的高温处理提出了更高要求。航天科技集团运载火箭技术研究院的技术人员称,处理好燃料贮箱的极低温度与火箭火焰的超高温度这个“冰火两重天”,是火箭发射的重要工艺之一。
长征七号之“冰”:燃料温度极低,加注贮存有讲究
在发射之前,长征七号要完成170立方米的煤油和340吨液氧的加注。其中,液氧的温度达到了零下183摄氏度。存储液氧的贮箱,采用机械铣工艺,较以往化学铣工艺的贮箱更加轻质化、环保无污染。同时,贮箱的制造采用绝热工艺,在各层之间抽真空,保证了贮箱的保“冷”效果。
液氮虽然不是燃料之一,但是它在火箭发射中也起到了重要作用。在燃料加注前,发射场的工作人员要用液氮对燃料管道进行吹除。因为液氮的温度比液氧还低,用液氮吹除管道不仅降低了成本,还能更加高效快速地为管道降温。
据海南文昌卫星发射场加注团队负责人张继介绍,他们在加注时需穿防护服、戴手套。液氧液氮输送时会产生大量噪音,他们还要戴上高噪音耳塞。连接长征七号与加注站的管道达到5000多米,阀门有214个,加注人员工作量很大。
火箭发射前12个小时,要开始加注煤油,这个过程大约要持续4个小时。随后,3个液氧储罐各分两路,对6个模块进行加注。记者注意到,在液氧加注站,有4个液氧储罐。张继解释,有1个不直接进行加注,而是对另外3个氧灌进行增压。
在液氧加注初期,要对贮箱进行预冷。在贮箱的温度未低于零下183摄氏度前,所有的液氧都将排放出去,不被贮存。燃料贮箱的温度和压力值,都实时被监测并显示在加注控制系统上。
液氧的加注要持续将近8个小时,整个加注程序一直到点火前2分钟才会结束。