长征五号B火箭成功首飞，四个黑科技引人瞩目

5月5日，长征五号B运载火箭搭载新一代载人飞船试验船成功首飞。长征五号B运载火箭，是我国首个一级半构型的大型运载火箭，主要用于近地轨道大型航天器发射，承担着我国载人空间站舱段等重大航天发射任务。

长征五号B运载火箭是在长征五号运载火箭基础上改进研制的新型火箭，根据空间站任务要求新研制了大型整流罩，并对全箭进行了适应性改造。火箭全长约53.7米，芯一级直径5米，捆绑4个直径3.35米助推器，整流罩长20.5米、直径5.2米，采用无毒无污染的液氧、液氢和煤油作为推进剂，起飞质量约849吨，近地轨道运载能力不小于22吨。

我国新一代载人飞船将同时兼顾近地轨道任务和更远的深空探测。研制团队采用了全新的防热材料和防热结构，耐热能力相当于神舟飞船的3~4倍。在返回再入控制上，也会保证落点精度、保证过载不超过航天员的承受范围。此次发射还将验证更加安全的“群伞+气囊”着陆方式，以及飞船可重复使用的相关技术。新一代载人飞船将力争实现返回舱可重复使用10次，并逐步降低成本。

新一代载人飞船试验船是为我国近地空间站运营和后续载人月球探测等任务研制，全长8.8米，发射质量21.6吨，具备高安全、高可靠、适应多任务和模块化设计特点，主要用于验证气动热防护、再入控制和群伞减速回收等关键技术。

此次发射是长征五号B火箭的首飞，其中采用的四个黑科技引人瞩目。

黑科技一：超级整流罩

长征五号B火箭拥有目前我国最长最大的整流罩，整流罩长度达到20.5米、直径5.2米，可以轻松的将10枚捷龙火箭装入其中。如此宽敞的空间，也是为了发射空间站核心舱和实验舱而量身打造的。

在发射过程中，整流罩用于保护卫星或其他有效载荷免受气动力、气动加热及声振等有害环境的影响。

据长征五号B运载火箭总设计师李东介绍，长征五号B火箭整流罩采用流线型的冯·卡门曲线外形，可以更好地减小空气阻力，减轻载荷影响。冯·卡门曲线是一种非线性曲线，按照冯·卡门曲线制造的整流罩展开之后并不是一个平面，而是立体的，制造难度高于锥形整流罩。

作为我国长度最长、重量最重的整流罩，另一个技术难点在于如何做到安全可靠的分离。李东说，经过多方案比较，最终确定了采用旋转式分离方案，通过大量的仿真分析、预示，对整流罩分离方案进行评估，并多次开展了整流罩分离试验，有效验证了设计正确性和各系统接口协调性。

黑科技二：零窗口发射

火箭发射窗口是指允许火箭发射的时间范围，一般是根据卫星或飞船入轨要求以及多种限制条件综合权衡后确定的。比如，卫星的轨道精度要求、地球与行星的相对位置要求等等。

作为未来发射空间站核心舱和实验舱的火箭，空间交会对接任务对长征五号B火箭提出了“零窗口”发射的需求，发射时间精度误差要控制在1秒以内。

李东说，虽然不是第一型实施“零窗口”发射的火箭，但作为采用液氢、液氧等低温推进剂的“冰箭”，长征五号B火箭的“零窗口”发射有着更高的技术含量和更大的技术难度，也开创了新一代运载火箭“零窗口”发射的先河。

黑科技三：“以柔克刚”

空间站舱段和长征五号B火箭的连接接口直径超过4米，“乘客”和火箭的分离不是“下车”那么简单，需要考虑可靠性、冲击环境等多个方面的因素，既要确保安全分离，又要尽量将分离过程中出现的冲击环境等不利影响降到最低。

形象一点说，要像把婴儿抱出婴儿车那般轻柔、谨慎完成空间站舱段与火箭的分离。

据李东介绍，中国航天科技集团一院长征五号B火箭研制团队围绕降低和改善冲击环境开展了专题攻关。经过试验验证，舱箭分离界面的分离得到有效改善，空间站舱段可以在“下车”过程中感受到火箭的“温柔”。

黑科技四：“一步登天”

作为一级半构型的火箭，长征五号B火箭没有单独的调姿和末速修正系统，而是利用一级火箭直接将有效载荷送入预定轨道——可谓是“一步登天”。

李东说，为了确保飞船入轨的精准、安全，火箭在一级飞行段需要面对入轨精度、分离安全等方面的更高要求和更大挑战。面临新的难题和挑战，中国航天科技集团一院研制团队从入轨姿态控制、入轨精度控制、分离安全控制三个方面开展了攻关工作。

据他介绍，经过仿真分析、系统综合实验、半实物仿真试验等考核评估，大推力直接入轨精度控制和分离安全控制技术的有效性得到了验证，长征五号B火箭成为第一型只靠一级飞行就能实现有效载荷精确入轨的火箭。