长江日报大武汉客户端7月25日讯（驻京记者柯立　通讯员董佳莹）7月24日14:22在海南文昌航天发射场，由长征五号B遥三运载火箭（简称“长五B”，昵称“胖五”）冲上云霄，成功将我国空间站建造阶段首个实验舱，也是我国迄今为止发射的最重载荷——问天实验舱发射至预定轨道。

长五B火箭总师李东对于“胖五”的“凡尔赛式”介绍冲上热搜。中国运载火箭技术研究院总体设计部钱航告诉长江日报记者，“胖五”成功托举“问天”奔赴中国空间站的“妙手”，这些独门“武功”，凝聚了中国运载火箭技术研究院（简称火箭院）科研人员的心血，展示了中国运载火箭的领先实力。

“冰墩墩”穿“隔热汗衫”

作为目前我国近地轨道运载能力最大的新一代运载火箭，长五B火箭拥有长达20.5米的国内最大整流罩，近地轨道运载能力达到25吨级。它托举2022年最“重”载荷——问天实验舱(约为23.2吨)，演绎浪漫的“太空之吻”。

大暑，一年中天气最热、湿气最重的节气。这次问天实验舱的发射就在大暑次日。

长五B“腰身”粗、“个头”大，“肚子”里装满“深低温”液氧液氢燃料，占火箭体重的90%以上，堪称火箭家族中的“冰墩墩”。

为穿越层层火线，其体内的液氧温度达到-183℃，液氢温度可达-253℃，已经接近-273.15℃的绝对零度。

大暑时节，海南文昌乃低纬、高温、潮湿之地，低温推进剂加注后，火箭体表面的温度低，就会出现结露现象，箭体表面的冷凝水顺着箭体流下，这对箭体结构的防水提出了较大挑战。

为此，周身冰冷的它在完成加注后要防止贮箱内部温度过高，因此采用隔热材料和工艺，在外层均设置了绝热层，就像披上了一身“隔热汗衫”，保持箭体内外温差较大的情况下维持低温环境。不但能够有效减小贮箱内部温度升高，同时可以有效缓解箭体外部冷凝水的产生。

火箭院结构系统指挥王乾解释了“隔热汗衫”的工作原理：“一方面，团队通过在整流罩内部设计排水罩和倒水孔，将舱内可能产生的水往外疏导；另一方面，在箭体的关键设备、电缆均采取防水措施，同时箭体部段间的对接面同样利用涂胶等手段进行封堵，防止外部水汽进入箭体内部。”

执行发射任务前，约20层楼高、几百吨重的“冰墩墩”长五B要从总装厂房被转移到发射塔架，整个过程需要两三个小时才能完成。为了避免“冰墩墩”被“热化了”，设计人员为这个“巨无霸”设置了全程冷链运输。

“如果不能保障全程冷链运输，金属一旦热胀冷缩就会影响煤油贮箱的容量。”火箭院长五B火箭副总设计师娄路亮说。

首次执行“零窗口”发射任务

这是长五系列火箭首次执行“零窗口”发射任务。火箭院长五B火箭总体副主任设计师刘秉说：“问天实验舱需要与天和核心舱进行快速交会对接、在轨组装，因此，必须在规定时间分秒不差地发射，否则将无法到达指定位置，需要耗费巨大代价调整轨道；甚至导致发射终止，那就需要等待下一个发射窗口重新组织发射，严重影响任务周期。”

为保证准时发射，长五B团队在生产工艺等方面进行了30余项改进,提高火箭的可靠性，并将各系统工作流程由“串联”调整为“并联”，环环相扣，为火箭点火前预留2.5分钟的故障处理时间。

此外，长五B火箭和长五火箭共用的发射场，地面设备2013年投入使用，部分设备已达到使用寿命。型号队伍对发射场地面设备进行了测试、维修、更换，保障发射任务顺利进行。

本次任务进一步优化了测试流程，现在53天就可完成发射准备工作，比以往缩短了7天，为后续进一步提高火箭发射效率，应对未来高密度常态化发射奠定了基础。

坐大“沙发”奔赴空间站

问天实验舱是世界上最大规模的整流罩之一，也是中国空间站三舱段中最重、最大的。为了容纳这位“乘客”，科研团队特意为它定制了Plus版空调房，也就是始终保持常温干燥空调送风的超大整流罩。

钱航说：“为保证问天舱的对接安装，我们也在整流罩、载荷支架、仪器舱的多余物清洁方面做了很多工作。确保在火箭飞行和分离动作过程中，不产生多余物；对载荷支架与仪器舱的清洁度要求严苛，一旦出现多余物卡滞，将产生灾难性影响。”

娄路亮说，“冰墩墩”的整流罩上共设置了两路送风接口，送风空调能够满足超大空间送风要求，保障问天舱始终处于舒适环境。整流罩的头锥部段选用了冯卡门锥曲线，头锥高度达到5米以上，大大降低火箭在大气飞行中的气动加热，保障整流罩内外温差较小。设计人员在整流罩外侧粘接具备优良的隔热效果的软木，有效减小因气动加热引起的罩内温度升高，避免问天舱在穿越大气层时遭受炙烤。

7月24日发射时，舱箭分离后，细心的小伙伴们可能会发现，在“乘客”的尾部，有两条圆形的框架，就好像实验舱坐在什么东西上。

这是火箭院设计人员为载人航天工程空间站建造任务特地设计的一个大“沙发”，“乘客”和火箭分离时更舒适、安全。

火箭院产品化副主任设计师孙璟介绍，像空间站舱段这类“乘客”具有大、高、重等特点，包带无法固定住这种庞然大物。为了让空间站舱段能够安全“下车”，研制团队经过近10年的努力，研制了一项新的舱箭分离装置，既能“绑”得住大直径的空间站舱段，又能快速、可靠、无污染分离。

新型分离装置对分离面的瞬间冲击高达30000G！这相当于重量1吨的汽车以每小时100千米的速度撞向墙面时所产生的冲击力，足以让车和墙瞬间都粉身碎骨。

孙璟说，空间站舱段有许多陶瓷、光学器件，对冲击的感受尤为敏感，就像婴儿一样娇嫩。这种量级的冲击，会让“乘客”乘坐得“不舒服”，还有可能损坏较脆的零部件。

为确保安全分离，研制团队另辟蹊径，在不改变舱箭连接形式的同时，为空间站舱段设计了一款圆形“座椅”，并且敲定了“座椅”摆放的最优位置。该“座椅”由两条圆形隔冲框组成，内部引入了“颗粒阻尼”等新技术，让分离冲击在颗粒体的摩擦和碰撞中，迅速地耗散动能，把冲击降低了10倍左右，做到了国际最优，使“乘客”在进入太空的途中、舱箭分离的时刻，都感觉像坐在“沙发”上一样舒适！

长征五号B遥三运载火箭。

长征五号B火箭起飞。

2021年4月29日，空间站天和核心舱就坐着这个“沙发”前往太空。今年，问天实验舱同样享受了这项服务，由于它更高更大，设计人员定制了更多项适应性的优化设计，保障它在热环境、使用以及接口的变化。

当然，这个大“沙发”大约为火箭增加100多公斤的重量，为此，火箭不断减轻自重，以提高运载能力。

（中国航天科技集团一院总体设计部供图）

（策划：董佳莹、王伟童）

【编辑：丁翾】

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