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中國(guó)神舟的“垂直飛天港”

發(fā)布日期:2022-10-11

  2022年6月5日10時(shí)44分,長(zhǎng)征二號(hào)F火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心騰空,它將神舟十四號(hào)載人飛船和3名中國(guó)航天員送入太空。啟航前,在地球的土地上,長(zhǎng)二F火箭還有一段“超短途旅行”。

  很多人并未留意過(guò)這段“超短途旅行”的起點(diǎn)——垂直總裝測(cè)試廠房。在這里,神舟飛船和逃逸塔與火箭對(duì)接,完成船、箭、塔的合體,并歷經(jīng)數(shù)個(gè)月的測(cè)試,以保證其太空征程的安全順利。

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  神州十四號(hào)載人飛船內(nèi)部 視頻 截圖

  “或站或躺”的火箭轉(zhuǎn)場(chǎng)

  理解垂直總裝廠房的第一個(gè)關(guān)鍵詞是“垂直”。

  1997年前,我國(guó)火箭的轉(zhuǎn)場(chǎng)大多是“躺著”進(jìn)行的,水平測(cè)試、分級(jí)運(yùn)輸?;鸺男炯?jí)、整流罩等構(gòu)件被分段運(yùn)輸?shù)桨l(fā)射區(qū),在發(fā)射塔架上進(jìn)行吊裝、對(duì)接和測(cè)試。

  如今,更多中國(guó)神舟是“站著”轉(zhuǎn)場(chǎng)的。

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  三垂模式

  “站著”的背后是“三個(gè)垂直”——垂直總裝、垂直測(cè)試和垂直轉(zhuǎn)場(chǎng)?!叭鼓J健睂⒐ぷ髦匦那耙?,主要的測(cè)試都在技術(shù)區(qū)解決,減少發(fā)射區(qū)壓力?;鸺趶S房?jī)?nèi)完成組裝、對(duì)接和測(cè)試,可以減少戶外風(fēng)沙雨雪等惡劣氣候影響,提高可靠性。

  發(fā)射區(qū)不再需要重復(fù)檢測(cè),這縮短了火箭在發(fā)射區(qū)的停留時(shí)間,發(fā)射效率得以提高。據(jù)統(tǒng)計(jì),水平轉(zhuǎn)場(chǎng)時(shí)代,火箭需要占據(jù)發(fā)射工位約14天,而三垂模式下,時(shí)間縮短至三五天。分割流程,也能分散風(fēng)險(xiǎn)。得以“減負(fù)”的發(fā)射區(qū),能夠集中精力做好發(fā)射這一件事。

  25年前的建造挑戰(zhàn)

  酒泉的這座垂直總裝測(cè)試廠房,是三垂模式下我國(guó)首座垂直飛天港。它的建造者來(lái)自中建八局。

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  2021年10月7日,在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心,神舟十三號(hào)載人飛船與長(zhǎng)征二號(hào)F遙十三運(yùn)載火箭組合體已轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射區(qū)。視覺(jué)中國(guó) 圖

  25年前,中建八局的建造者面臨不小的挑戰(zhàn)。

  要在戈壁灘上建造一座38層樓高的龐然建筑,且中間不能有任何樓板隔斷,這在中國(guó)乃至亞洲建筑史上,未有先例。

  為容納身形巨大的火箭,及其復(fù)雜的組裝需求,它需要高大,而且中空。

  但對(duì)建造者而言,要讓一個(gè)厚度15米、平面面積3000平米、重14000噸的箱型物穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)?shù)卣玖?,更是一個(gè)技術(shù)難題。

  中建八局的建造者最終采用了混凝土框架和鋼桁架聯(lián)合支撐方案。不同于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家常用的全鋼結(jié)構(gòu),這套創(chuàng)新技術(shù)節(jié)約了300噸的鋼材,節(jié)省造價(jià)的同時(shí),它還在耐火、保溫、隔音、抗震等方面展現(xiàn)了實(shí)力。

  酒泉還有一扇火箭的專屬巨門,僅鋼門架就高80米,重達(dá)240噸,為確保大門升降定位準(zhǔn)確,自動(dòng)聯(lián)鎖牢固可靠,中建的建造者連續(xù)奮戰(zhàn)120天,最終完成了這扇巨門。

  在大風(fēng)天氣的酒泉,以及海南文昌,近百米的高大廠房,還需要應(yīng)對(duì)風(fēng)荷載的壓力。中建八局所采用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)能夠有效減少框架變形。2014年7月,18.4級(jí)臺(tái)風(fēng)“威馬遜”在文昌登陸,總裝測(cè)試廠房無(wú)恙。

  “雙廠房”助力太空征程

  作為目前我國(guó)最年輕的航天發(fā)射基地,文昌擁有兩座垂直總裝測(cè)試廠房,將用于發(fā)射長(zhǎng)征五號(hào)和長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭。長(zhǎng)征五號(hào)的垂直總裝測(cè)試廠房,高度達(dá)到了99.4米。超越酒泉,它已成為目前中國(guó)單層最高的廠房,其建造者同樣來(lái)自中建八局。廠房的大廳兩側(cè)密布著鋼架活動(dòng)平臺(tái),垂直總裝測(cè)試廠房最核心的設(shè)施。在文昌的廠房?jī)?nèi),這些平臺(tái)還可以進(jìn)行上下升降。技術(shù)人員可以依據(jù)工作需求,調(diào)整平臺(tái)位置,直接面對(duì)火箭進(jìn)行測(cè)修。

  為了讓數(shù)十米的神箭站著出港,建造者們還設(shè)計(jì)了亞洲最大的鋼鐵之門,高81米。

  它由左右各5扇重達(dá)30噸的鋼桁架鐵門拼裝,加上巨型門軸和液壓設(shè)備,這一套門的總重量達(dá)到了784噸,接近4架空載的波音747飛機(jī)。

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  神舟十二號(hào)船箭組合體正在轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射區(qū) 新華社 圖

  “中國(guó)加速度”

  一組時(shí)間數(shù)據(jù),可以感知半個(gè)世紀(jì)以來(lái)的“中國(guó)加速度”——1970年,長(zhǎng)征一號(hào)運(yùn)載火箭“第一飛”,截至2021年底,長(zhǎng)征系列火箭共發(fā)射了400次。前三個(gè)“100次”,分別用時(shí)37年、7年半和4年,而最近的“100次”,只用了33個(gè)月。

  發(fā)射技術(shù)的創(chuàng)新,支撐著中國(guó)更快、向更遠(yuǎn)處啟航。

  在文昌長(zhǎng)征五號(hào)垂直總裝測(cè)試廠房?jī)?nèi),還有一條游客通道。未來(lái),更多人能走進(jìn)中國(guó)神舟的垂直飛天港,在百米的廠房桁架間感受巨大與空曠。 

  這也是火箭馳向深空的前奏——如此渺小,卻如此偉大。(素材來(lái)源:澎湃新聞)