“长七”火箭发射的四个“第一”

（原标题：中国载人航天工程空间实验室任务开启）

（新华社制）

作者：新华社 冯群星

6月25日20时00分，我国载人航天工程为发射货运飞船而全新研制的长征七号运载火箭，在新建成的海南文昌航天发射场点火升空，约603秒后，载荷组合体与火箭成功分离，进入近地点200千米、远地点394千米的椭圆轨道，长征七号运载火箭首次发射圆满成功。这标志着中国载人航天工程空间实验室任务顺利开启。

两级结构　捆绑四枚助推器

长征七号运载火箭为两级结构，捆绑四枚助推器，全长53.1米，起飞质量597吨，近地轨道运载能力13.5吨，采用了液氧煤油发动机等新技术，是绿色、无毒、无污染的新一代中型运载火箭，将有效提升我国进出空间的能力。

长征七号运载火箭首飞，是载人航天工程空间实验室飞行任务的开局之战，实现了“成功首飞”的预定目标，为后续任务打下了坚实基础。

这次发射，旨在验证长征七号运载火箭设计正确性和各项性能指标，考核海南文昌航天发射场系统执行任务能力，检验工程相关系统间的协调性和匹配性。同时，长征七号火箭搭载多用途飞船缩比返回舱等载荷，将开展相关技术试验。这是长征系列运载火箭的第230次飞行。

将真正迈入空间站时代大门

首次亮相的海南文昌航天发射场，是我国第一个低纬度滨海发射场，具有发射效率更高、射向更宽、运输更便捷等优势。它的建成投入使用，将进一步提高我国航天发射能力，优化我国航天发射场总体布局。“货运飞船、空间实验室、空间站及深空探测航天器，将都从这里升空。”发射场区总指挥张振中说，“文昌发射场，将是中国航天的新起点。”

长征七号首飞，是中国以建设空间站为目标的空间实验室任务第一次发射。在接下来的几个月中，中国将陆续发射天宫二号目标飞行器、神舟十一号载人飞船和天舟一号货运飞船。

“空间实验室任务之后，我国将真正迈入空间站时代的大门。”中国载人航天工程新闻发言人武平说。

根据任务方案，长征七号运载火箭搭载的多用途飞船缩比返回舱将于26日下午以弹道方式返回东风着陆场。新华社

揭秘

“长七”火箭发射的四个“第一”

第一枚全数字火箭：

全研制流程无一张纸质图纸

据航天科技集团介绍，长七火箭是首个“数字火箭”，它的研制流程中没有一张纸质图纸，而是采用了全数字化手段。航天科技工作者称，火箭设计从纸质“连环画”变成了“3D电影”。

原来，工艺员加工某金属零部件，首先要根据二维图纸画出工序草图、手工编制工艺规程，然后进行车、铣、镗等系列工序。现在，从原材料变为成品，只需按动数控机床按钮即可完成，且合格率达100%。

时下大火的“虚拟现实技术”也被应用在了长七火箭的试验、装配阶段，从而真实模拟火箭实际装配和试验环境，提前预见可能发生的问题，确保了火箭试验、装配“一次成”。

第一次经海路从研制地到发射场

火箭从研制地到发射场通常有3种运输方式―――公路、铁路、海运。文昌卫星发射中心是我国第一个滨海发射场，而从天津港运抵文昌清澜港的长七火箭合练箭，则是海运中“第一个吃螃蟹”的火箭。

航天科技集团一院长七火箭总体设计人员王旭说，考量运输方式是否平稳的重要项目是“过载环境”，简单理解，过载环境就像人们开车时遇到的加速行驶、紧急刹车等情况。

“过载数据值越低，火箭的运输环境就越平稳，对火箭结构的影响就越小。”王旭说，数据显示，长七火箭的海运过载环境数据不仅优于设计值，而且仅为铁路运输过载环境数据的三分之一、公路运输的二分之一。

此外，相对宽度限制较大的火车、隧道等陆上交通运输，海运也使得火箭的“个头”可以更加“粗壮”。

据介绍，今年下半年，长征五号运载火箭合练箭也将从天津海运至文昌，研制团队将继续摸索海洋运输环境的特点，让海运更好地为火箭服务。

第一次实现转运转弯

与此前发射的运载火箭不同，长七火箭从技术阵地转到发射阵地时，转了4个弯。对我国火箭活动发射平台来说，这是转弯行走“零”的突破。其中依靠的“单轨差速转弯行走技术”，目前只有中国和日本掌握。

因为要和长征五号火箭共用一个转运轨道，节省占地面积，长七火箭转运时，必须转弯。汽车要转弯，转动方向盘就能轻松完成，火箭转弯则要依靠活动发射平台。这个长26米、宽23米、重1800吨的“大家伙”转弯，远没有那么简单，最难突破的是“单轨差速转弯行走技术”。

简单地说，该技术就是让发射平台转弯时，左边的两个轮子速度慢一些，右边的两个轮子速度快一些，从而实现平稳转弯。为攻破这项技术难题，航天科技集团一院专门成立项目组，经过3年的努力，才取得试验成功。

“我们通过大量的计算，得出要转4个弯，转弯半径为20米，最大转弯角度在60度左右，”航天科技集团一院长七火箭活动发射平台副主任设计师吴梦强介绍，“这样火箭转弯最省劲儿。”

火箭转弯时的速度也有讲究。由于火箭“头”部包裹着卫星，行走起来“头重脚轻”，因此要“小步慢行”，转弯时速度不能超过每分钟15米，行驶速度每分钟不能超过30米。

据了解，这是我国运载火箭活动发射平台转弯行走“零”的突破。吴梦强说，目前，除日本外，我国是第2个掌握“单轨差速转弯行走技术”的国家，也是继美国、欧空局、日本之后第4个掌握“发射平台转弯行走技术”的国家。

返回式航天器第一次配备超音速稳定伞

长七火箭此次将搭载多用途飞船缩比返回舱进入太空。为了帮助返回舱安全回家，除了主降落伞系统，航天科技集团五院还为返回舱配备了我国返回式航天器的首顶超音速伞。

据悉，返回舱采用了未经在轨飞行试验验证的全新气动外形，看起来像一个头部窄巧、底部敦实的“不倒翁”。在从宇宙重返地球大气层的过程中，它将采取大底朝前、小头朝后的姿态，安装在小头的主降落伞系统会顺势迎风开伞。

但是，返回舱有可能出现小头朝前、大头朝后的“掉头”现象。此时，返回舱逆风而行，主降落伞系统将无法顺利工作。考虑到这一情况，研制人员在主伞舱旁边安装了一顶超音速稳定伞，一旦出现“掉头”，超音速稳定伞可凭借风力，矫正返回舱的飞行姿态，从而保障主降落伞的正常工作。

不同于神舟飞船返回舱主伞惯用的红白相间图案，超音速稳定伞通体黄色，这顶比声音跑得还快的“小黄帽”，具有半球形的“头顶”和长达20m的细长连接带，拖曳着返回舱，为其保驾护航。

据了解，神舟飞船、嫦娥五号试验飞行器等使用的航天器降落伞一般都是在亚音速条件下打开。从大气层外返回地球，并在超过1马赫的超音速条件下开伞飞行，超音速稳定伞是头一个。

因此，超音速稳定伞要应对更加恶劣的环境，例如剧烈颤震、反复充气，以及空气摩擦产生的高温。为了使它能经受重重考验，五院在伞形选择优化、材料特性研究、主要承力件结构设计等方面开展了大量的仿真计算，并经过风洞试验、高塔投放试验、结构强度试验等试验验证，最终确定了稳定伞的技术状态。

南都记者　冯群星