【听,陕甘宁的振兴脉动——写在银西高铁开通运营之际】群众新闻网:同“蓝暖男”合个影,看5分钟“快闪”《大话西游》,重温红色记忆、领悟延安精神……12月26日,银西高铁开通首发仪式别开生面。

“我宣布:西安至银川D4355次列车发车!”

当日9时,西安北站34站台,随着通车令发出,被称为“蓝暖男”的复兴号CR300BF动车组列车搭载首批乘客从西安北站开出,驶向银川。这标志着银西高铁正式开通运营。

开通后,西安至银川最快3个小时可达,宁夏、甘肃庆阳市纳入全国高速铁路网,庆阳市环县、庆城县等陕甘宁老区将结束不通火车的历史,迈入高铁时代。

西部高铁联网成片融入全国高铁网络

银西高铁开通现场,喜悦写在每个人的脸上。

距开车还有1小时,82岁的张国强一手拉着老伴儿,一手拉着行李箱进入站台。瞧着开通首发仪式热闹的场面,两人也在站台上的“打卡”点拍照留念。

西安交通大学任教的张国强在银川有他最深的牵挂——女儿在那里工作、生活。

“以前去银川,开车要十几个小时,坐绿皮车也要一个晚上。”张国强说,自打银西高铁开始建设,他就一直关注相关信息,盼着早日建成通车。“今天也是我和老伴儿的结婚纪念日。”张国强笑容满面地说。

通过银西高铁接入全国高速铁路网,宁夏盼了十年。

作为宁夏回族自治区发展改革委交通项目发展中心负责人,吴银亮参与见证了银西高铁从规划、设计、施工直至建成开通全过程,他深知通车背后是无数人付出的种种艰辛。

银西高铁是我国“八纵八横”高速铁路网包头(银川)至海口通道的重要组成部分。开通运营后,宁夏与全国8个国际性综合交通枢纽之一的陕西西安实现互联,结束了无外接高铁的历史,首次进入全国高铁“朋友圈”。

庆阳革命老区也一步跨入“高铁时代”。银西高铁北起宁夏银川,南至陕西西安,途经宁夏吴忠、甘肃庆阳和陕西咸阳,是串联陕甘宁革命老区的首条高铁。2016年发布的《中长期铁路网规划》中,银西高铁被定义为一条高速客运专线,为老区人民出行提供更便捷的服务。考虑到西部地区经济发展需求和老区人民出行成本,银西高铁设计时速250公里,预留时速350公里的提速条件,为西部乃至全国高铁建设积累了丰富经验。

中铁第一勘察设计院银西高铁总设计师马文辉介绍,银西高铁是我国第一条以高速有砟轨道为主、设计时速250公里、基础预留进一步提速条件的长大干线高速铁路。

银西高铁纵贯黄土高原,穿越毛乌素沙漠边缘和世界上规模最大的黄土塬——董志塬,沿线分布着丰富的历史文化遗迹,这给施工建设增加了许多难题。银西高铁建设进行了多项技术创新,填补了我国高铁建设技术的多项空白。

西安“高铁经济”辐射再扩容

“高铁开通,发展机遇来了!”这成为高铁沿线地区干部群众的共识。

“以后我们就进入了‘西安半小时经济圈’辐射范围。”永寿县发展和改革局局长王永生说,“十四五”期间,永寿县将依托交通优势,围绕“大西安都市后花园”的定位进行产业规划和布局。

“我家的农家乐就在乾陵附近,已经开了12年。”乾县冯彦农家乐老板娘韩梅说,“原先到我们这儿的基本上是短途自驾游客。现在有了高铁,会有全国各地的人来休闲度假。我打算在院子门口建一个透明厨房,现做现卖乾县酱辣子。”

高铁,是推动经济发展的大动脉。陕西高铁路网发展的十年,也是经济快速发展的十年。

2010年2月6日,郑西高铁开通,陕西迈入高铁时代。十年间,陕西高铁从无到有、从少到多。由西安出发的高铁线路日益增多,动车组开行列数从2010年日均开行14列,到最高时日均可达472列,增长近33倍;西安北站高铁旅客发送量从日均仅4000人次,到如今最高可达19.6万人次,日均客流增长近29倍。

这十年,陕西国内生产总值从2011年的12175.06亿元,增长至2019年的25793.17亿元,社会消费品零售总额从2011年的4044.28亿元,增长至2019年的10213.02亿元。

银西高铁是陕西“米”字形高铁网中的重要一环,开通运营后,从西安北站始发,可实现直达全国26个省(区、市),基本覆盖全国81%的主要城市。越织越密的交通网络,不仅带来了交通上的便利,也加速了区域间人员、经贸往来,推动西北地区城市群间,西北地区和全国区域经济协调循环、快速发展。

“银西高铁开通对咸阳向西开放,融入‘一带一路’大格局具有里程碑意义。”开通首发仪式上,咸阳市副市长陈万峰说。

秦地最胜,无如咸阳。咸阳境内文物景点多达5313处,旅游资源丰富。在乾县文化和旅游局副局长白文阁看来,银西高铁线路在乾县绕了3公里左右的弯,绕出了乾县发展的新空间。乾县正以“旅游+”为主线,在高铁新城布局相关文旅项目,打造全域旅游名县。

“下一步,我们要借助银西高铁,将关中乃至西北的文旅资源有效串联整合,与高铁沿线地区携手,讲好丝路故事。”陕西省非物质文化遗产评审专家傅功振说。

打造黄河流域生态保护和高质量发展“样板区”

交通和人才,被宁夏陕西商会会长郝向峰看作是陕西企业到宁夏发展的主要掣肘。

宁夏陕西商会统计,目前在宁夏发展的陕西企业约有2200多家(含个体工商户),总投资超过1230亿元,每年给当地提供4.1万多个就业岗位,平均每年纳税近3.1亿元。

“企业发展所需的各类人才得不到很好的补充,特别是创新领军人才和高精尖人才较缺乏。”郝向峰说。

陕西是科教大省,高校和科研机构众多,拥有一批国家级高新区、开发区、示范区和大学科技园区,创新人才济济,且高端能源化工、装备制造、航空航天等产业实力雄厚。银西高铁开通不仅降低了陕西企业的“回家”成本,更重要的是能吸引陕西的人才到宁夏,为当地发展注入活力。

银西高铁将成为促进陕甘宁区域间交流、合作的重要支撑,这是陕西甘肃商会会长张海雄的观点。

“最近,陕西和甘肃两地有很多企业找到我们,想通过商会‘牵桥搭线’。”张海雄告诉记者。12月21日,在北京忙了几天生意刚回西安,一下飞机就被人“劫走”,又开启了“商谈”模式,但张海雄“累并快乐着”,他希望有越来越多的外地企业走进甘肃,了解甘肃,到甘肃投资。

今年7月2日,陕西和甘肃两省签署经济社会发展合作框架协议,两省有关部门分别签署了教育合作、国家自主创新示范区创新驱动发展战略合作、加强生态环境保护合作、工业和信息化产业合作等7个专项行动计划,有关地区分别签署了经济社会发展合作行动计划。

同为西部大开发重要省份,同处黄河流域,陕西、甘肃、宁夏山水相连、人缘相亲、经济相融。从西部大开发战略到六盘山片区区域发展与扶贫攻坚规划、陕甘宁革命老区振兴规划,再到黄河流域生态保护和高质量发展战略,陕甘宁三省区发展始终联系在一起。

一线连三省区。银西高铁的开通,缩短了区域间的时空距离,打通了交流合作的“任督二脉”,让三地的联系更加紧密。陕西宁夏商会会长丁振师,致力于为宁夏和陕西两地企业经贸合作“牵线搭桥”。“高铁开通,为地区之间的交流与合作提供了便利。”他说。

在陕西省社科院经济研究所副所长吴刚看来,银西高铁开通运营,将进一步提升陕西西安的枢纽作用,有助于把陕甘宁打造成黄河流域生态保护和高质量发展的“样板区”。



①列车驶过银西高铁宁夏吴忠南特大桥。新华社记者 冯开华摄 ②银西高铁列车行驶在甘肃环县境内。新华社发(张永鑫摄) ③银西高铁陕西彬州境内水北村泾河特大桥。记者 袁景智摄

侧记

“蓝暖男”有多暖

▶列车行驶时的车内噪音和外部噪音明显降低

▶列车通过隧道时,乘客耳膜不适感得到明显消除

▶每节车厢内设置了4个温度传感器,车内温度更适宜

▶行李架过道边缘增加了250个座位显示器,方便旅客查找核对本人座席

▶每节车厢内安装有半球摄像机、通道区域内安装有全景摄像机,实现了对车厢内区域实时监控

▶车内座椅宽度明显增加,座椅之间的插座面板数量增加,且提供USB口电源充电

▶车内增加车载无线系统,每节车厢两端增加2个WiFi天线,网速更流畅

▶电茶炉采用电磁式加热方式,并具备童锁功能

“蓝暖男”的特质

▶采用“海空蓝”颜色涂装,被称作“蓝暖男”

▶延续了复兴号“金凤凰”设计理念,两条金色飘带贯穿全车

▶软硬件全部实现自主设计、制造或选型,是一款拥有完全自主

知识产权的复兴号动车组谱系新产品,列车整体和关键系统性能达到世界

先进水平,可适用于不同基础设施、不同客流量的运营线路

▶设计运营速度为250km/h,车体材质为铝合金,全列采用8辆编组,其中一等座48个席位,二等座565个席位

银西高铁建设大事记

2015年

12月23日,新建银川至西安铁路(甘肃段)正式开工建设。

12月26日,银川至西安铁路(宁夏段)正式开工建设。

2016年

5月,银西高铁初步设计获批。

8月25日,银西高铁(陕西段)正式开工建设,标志着银西高铁全线开工。

2017年

4月5日,银西高铁成功架设全线首孔32米箱梁。

9月20日,银西高铁首座隧道——惠安堡隧道贯通。

9月30日,银西高铁银川机场黄河特大桥主桥建成。

2018年

3月22日,银吴段开始铺轨,标志着银西高铁正式开始铺轨。

8月26日,马坊沟特大桥连续梁合龙,标志着银西高铁宁夏境内所有大桥线下结构全部完工。

12月1日,银西高铁(甘宁段)吴忠站至宁县站开始试铺轨。

2019年

5月23日,银西高铁最长特大桥——吴忠南特大桥开始铺轨。

6月11日,银西高铁甘宁段与银吴段顺利接轨。

11月28日,银西高铁(陕西段)正式开始全线铺轨。

12月29日,银西高铁银吴段(银川站至吴忠站)开通运营。

2020年

6月18日,银西高铁(陕西段)完成铺轨工程。

8月26日,银西高铁完成全线铺轨工程。

10月20日,银西高铁进入全线拉通试验阶段。

11月19日,银西高铁首次进行全线运行试验。

12月1日,银西高铁正式进入试运行阶段。

12月10日,银西高铁全线通过安全评估,标志着全线具备开通运营条件。

12月26日,银西高铁全线通车。

银西高铁部分亮点工程

莫谷河2号特大桥

莫谷河2号特大桥在全线跨度最大、墩高最高,并首次在国内高铁简支箱梁上应用“干拼法”工艺。大桥全长1605米,位于黄土深大沟壑区,主跨采用2孔180米跨越深沟,既减小了单跨桥梁跨度及墩高,又避免了对山体植被大面积破坏,桥与沟谷自然融为一体。梁上采用钢桁加劲,混凝土和加劲钢桁刚柔相济,使整个桥梁结构的竖向刚度分布更加均匀,列车运行平顺性更好,有效解决了湿陷性黄土深大沟壑区跨越难题,拓展了该结构在高速铁路中的应用范围,同时将桁-梁组合结构研究推向一个新的高度。

咸阳渭河特大桥

银西高铁咸阳渭河特大桥全长13.578公里,其中4.12公里为银西高铁和关中城际铁路共用四线桥,特殊结构占比68.24%,在国内属于体量庞大的工程,结构十分复杂。外部建设环境协调难、桥位及桥式设计方案选择难、建设工期难、设计及建造技术难。一跨渭河,一跨福银高速公路,两次跨越铁路,四次跨城市道路。

银川机场黄河特大桥

银川机场黄河特大桥,上跨黄河至银川南部,全长13.814公里,主桥长1200米,为两联简支钢桁梁和两联6跨连续钢桁梁柔性拱。该桥在国内首创“跨中搭设支架、双悬臂对称、拱梁同步”的架设施工工艺,实现了主桥钢桁梁施工“三同步”(钢梁架设与主桥下部基础同步施工、主桁架设与柔性拱架设同步施工、连续梁架设与简支梁架设同步施工),使主桥合龙日期提前了近半年。

庆阳隧道

庆阳隧道全长约14公里,红黏土段落达12.54公里,占全隧总长约90%,是我国目前在建长度最长、断面最大的红黏土隧道,为二级高风险隧道。庆阳隧道施工难点较多,洞身主要穿越黄土沟壑梁峁区,施工环境较差。红黏土隧道施工为我国首例,建设过程中没有前期经验可循。同时,隧道长距离下穿村镇密集地区和交通干线,施工沉降控制要求高,风险大。在施工过程中,中铁隧道局集团建设者通过优化仰拱结构,增加仰拱混凝土厚度等,攻克了红黏土弱膨胀性的不利施工条件。

#新邯郸# #邯郸新闻网# #河北省第四届(邯郸)园林博览会#【园博之变:传统工业区的华丽转身】#河北省第四届(邯郸)园林博览会#

曾经的散乱污聚集区,成为生态修复新样板;曾经的城区形象短板,成为城市建设新名片;曾经的传统工业区,成为绿色发展新引擎……我市把承办省园博会作为加快转型、绿色发展、跨越提升的重要载体,对工业污染地区实施生态修复,有效带动周边村庄和区域发展,使城市西部区域在转型之路上实现华丽转身。

展园之变——从“藏污纳垢”到生态美景

登上园博园内清渠如许山顶环廊的观景台,脚下的梯田、花海、碧水一览无余。远眺四周,整个园博园美景尽收眼底,让人心旷神怡。

意想不到的是,脚下的这片美景,之前是工业矿渣和建筑垃圾堆叠而成的“小山”,是当时环境问题最为严重的区域。为改变场地现状,设计师采用生态修复策略,通过填埋封存矿渣,置换部分土壤,将城市废弃中水引向山顶,并进行层层净化等,最终达到景观水系使用标准,营造出错落有致、层峦叠嶂的景观效果。

“梯田内种植了香蒲、鱼梭草、水生美人蕉等水生植物,陆续还会种植水稻、芦苇等,既可观赏又可净化水质。”园博会中建二局项目副书记王耀介绍,各级梯田之间采用净化水塘作为衔接,充分利用区域落差,为梯田内水生植物提供水源。

清渠如许西南侧有一个下沉式花园——矿坑花园。北京土人设计公司园博会项目驻场负责人郑亚凯告诉记者,这里原来堆满了碎石矿渣、生活和建筑垃圾,土壤环境破坏较重。设计师通过换填种植土进行基地修复,对部分陡峭区域进行梯田化处理,做好植被修复工作,将水生植物群落、多彩花带与葱郁的观赏草相结合,新增楸树林与多种草花及湿生水生植物为特色,形成现代复合型群落结构,打造出良好生态景观。

据悉,园博园选址所在地位于城乡接合部,先前是散乱污企业聚集区,也是钢渣、水渣集散地,场地内有大量工业垃圾、建设垃圾,对土地、河湖有较大污染,对生态造成不同程度破坏。

针对上述现状,园博园设计建设团队提出四大生态修复策略。生态涵养、湿地保护方面,在“芳草寻鹤”景观节点,对原生态的湿地环境进行保护,增加坡塘和树岛,营造生物栖息小环境。中水利用、土壤净化方面,将渣土山打造为清渠如许山体景观,并在山体上设置中水过滤系统,引城市中水从峰顶经过层层净化,最终达到排放标准,流入西湖湿地。水系疏通、海绵修复方面,在浮光揽月景观节点,打通干涸断流的沁河,使其焕发往日风采。陡坡填土、营造台田方面,在青山画卷景观节点,利用原有堆积的矿渣进行部分换填,打造台田花海。

园博园建设始终坚持生态优先、绿色发展,尊重自然、保护自然,维护山水格局,广泛应用新材料、新技术,融入城市双修、海绵城市理念,倡导绿色发展方式和生活方式,打造生态修复新样板。

如今,122公顷的园博园核心区域内,全部被水系、绿地和园林景观所覆盖。10大景观节点和13个地市园如同一颗颗璀璨的明珠散落在邯郸西湖之畔,铺就城园一体的生态画卷。

周边之变——环境面貌焕然一新

和园博园同时在变的还有周边的环境和村庄。在园博园南入口旁,坐落着一个特种钢材铸造厂,多年前在我市去产能、调结构的大背景下已经关停,成为这座钢城历史记忆的一个缩影。如今,这里变成了“1957艺术创意园”。

该园在保护和展现钢厂原始面貌的基础上,打造成钢铁文化+研学基地+休闲旅游综合园区。特钢厂现场设计师肖忠明介绍,“我们希望通过对老钢厂遗址的改造,赋予空间新的生命,使之从废弃状态重新复活,融入园博园整体中,进入都市生活。”

复兴区委常委、宣传部部长、省第四届园林博览会筹委会办公室成员闫士剑说,园博园建设遵循的原则之一就是城市双修、乡村振兴,通过实践和实施,基本实现了这一目的,取得显著成效。

随着道路围挡拆除、机械设备撤场,丰泽街、百花大街于8月31日全面竣工通车,昔日的两条断头路被彻底打通。

据悉,园博园所在的复兴区由于建区较晚、典型工业区等历史原因,基础设施建设欠账多,突出表现为断头路多,一度成为城市发展的“堵点”,居民出行的“痛点”。

如今,复兴区交通存量实现质的飞跃。建设大街北延、光华大街北延等5条道路建成通车,八一路、学军街等6条小街巷完成翻修改造,方便了群众出行,盘活了发展空间。此外,西环路、西环立交桥、北环路、309国道等路段全面绿化提升;联纺路、复兴路、北环路、西环路等道路实现翻修提升;箭岭路、邯武快速路、309国道、史村连接线等道路两侧违建拆除,并进行绿化美化,市政设施水平大幅提升,周边环境面貌焕然一新。

园博园建设过程中,按照“城市双修、乡村振兴”理念,保留了区域内涧沟、齐村两个村落,并对其进行整体改造提升,打造成涧沟农旅文化区和齐村民俗体验区。

“我家就住在园博园边上,几年前因为村里环境太差,全家都搬到了城里。如今,村里打造得比城里还好,我们就又搬了回来。”涧沟村村民柳燕国说。

邯报融媒体记者在走访涧沟村和齐村时看到,两村在保留原有村落基础上,注重挖掘历史文化和乡愁记忆,因地制宜展示新农村风貌,为园博园提供部分配套功能。

涧沟村依托涧沟遗址和龙山文化,打造出“华夏第一井”、涧沟水街、井苑乐玩吧、特色民宿等特色景点,聚焦发展乡村旅游。齐村主打“民国风”,对主街、戏台、老庙、民居等传统建筑进行整体保护与修复,改善居住环境,美化村容村貌,村周边还谋划了“农业迪斯尼”、游乐园等项目,与园博园形成产业集群。

城市之变——擦亮城市绿色新名片

近年来,我市紧紧围绕建设现代化区域中心城市这一目标,认真践行生态发展、高质量发展理念,积极推动产业转型升级和城市有机更新绿色发展,拓展了中心城市发展空间,激活了城市发展活力。

我市通过筹办省园博会,大幅提升了城市西部区域蓝绿空间占比,进一步优化城市空间结构,园博园成为生态秀美、业态丰富的新发展引擎,成为绿色发展的“聚宝盆”。

作为传统工业区,长期以来,城区西部城市功能、生态环境先天不足,是主城区对外形象的一大短板。曾经的城市西部,以钢铁、煤化工等传统产业为主,高耗能、高排放的粗放式发展,一度成为我市主城区最大的污染源和脏乱差的代名词。随着结构调整、城市转型、环保压力持续加大,多重因素叠加,城市西部一度陷入“断崖式沉降”,一时被城市发展边缘化。

近几年来,复兴区立足实际,坚持产业升级、生态攻坚,传统工业区迎来绿美复兴。2017年以来,累计完成造林12万亩,森林覆盖率由2016年的21%提高到现在的48.5%,筑起一道南北长10公里、东西宽3公里的邯郸西部生态屏障。尤其是2018年省园博会宣布落户复兴区,更成为城区西部转型升级的“加速器”。

复兴区补齐基础设施历史欠账,促进西部生态修复,提升人居环境质量,打造优质产品和旅游资源,实现西部经济、环境双提升。

复兴区紧紧抓住承办省园博会和市旅发大会的契机,全力贯通园博园、康湖文明示范区、沁河景观廊道等“两园一廊”景观带,打造冀中南旅游目的地,从而带动旅游产业和周边几十个乡村发展振兴,使之成为我市践行“绿水青山就是金山银山”理念的生动示范,成为惠及全市人民的宝贵财富。

园博园是集全省智慧打造的高质量城市绿色空间,注定成为引得凤凰来的梧桐树。我市以承办省园博会为契机,以“园”带“城”,在“园博效应”带动下,全面推进城市建设,提升城市形象,增强城市魅力,为邯郸发展创造新机遇。

邯报融媒体记者 成军刚/文 董彦斌/摄

“长五B”火箭首飞成功,创下运载纪录!一文读懂它身上的黑科技

2020-05-05 19:29:29 来源: 科技日报 作者: 付毅飞

2020年5月5日18时00分,为我国载人空间站工程研制的长征五号B运载火箭,搭载新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱,从中国文昌航天发射场点火升空。约488秒后,载荷组合体与火箭成功分离,进入预定轨道。

这是长征五号B火箭的首次飞行任务。任务圆满成功,实现空间站阶段飞行任务首战告捷,拉开了我国载人航天工程“第三步”任务序幕。

长征五号B火箭由中国航天科技集团一院抓总研制,是以长征五号为基础改进研制而成,主要用于我国空间站舱段等重大航天发射任务。记者从一院了解到,此次任务中,长征五号B火箭运送的载荷质量达到22吨,这是中国乃至亚洲火箭首次发射超过20吨的航天器,进一步奠定了长征五号系列火箭在世界现役火箭运载能力第一梯队中的地位。

那么这哥俩有何不同?长征五号B火箭是怎样将这么重的飞船送上天的?航天科技集团向科技日报给出了答案。

“长五”哥俩使命不同

从外观上看,长征五号B火箭“身高”近54米,相当于18层楼高,芯级直径5米,近850吨重。与长征五号相比,它的“腰围”一样,轻20吨,个子矮了大约3米。这是因为它比长征五号少了芯二级和级间段,只有一个芯级配备4个助推器,是我国首型“一级半”火箭。

不过长征五号B火箭的整流罩比长征五号大多了,长度超过20米,足以把十多米长、4米多粗的空间站核心舱装进去。

除了外观和构型,这哥俩还各有所长。长征五号火箭擅于跑长途,运送目的地包括大约3万6千公里外的地球同步轨道、38万公里外的月球,以及最近距离也有5千万公里的火星。长征五号B则专注于高度200至400公里的近地轨道,这是我国空间站建设的主战场,后续空间站核心舱等主要舱段都要由长五B火箭送上天。

长征五号B火箭能凭借一级半构型把重磅航天器送入太空,得益于采用氢氧发动机的芯一级,与使用液氧煤油发动机的助推器合理搭配。其中芯一级的2台大推力氢氧发动机,凭借傲视群雄的比冲(用于衡量发动机性能,可以理解为汽车的“百公里油耗”),直接影响着航天器的最终入轨。

由于长征五号B火箭所承担任务的特殊性,对氢氧发动机提出了极高要求。载人空间站工程的交会对接等任务,好比在太空“穿针引线”,时间有丝毫误差,都可能让对接双方失之交臂,不得不耗费很大代价调整轨道。这要求运载火箭的发射时间“分秒不差”,也就是所谓的“零窗口”发射。长征五号B所用的氢氧发动机,必须确保发射前工作环环相扣、步步流畅,才能不耽误发射窗口。

另外,长征五号B火箭的加速度比长征五号更快,但在助推器分离后,火箭加速度又会瞬间达到最低。航天科技集团六院长征五号火箭副总设计师王维彬表示,发动机入口面对大起大落的压力,会给发动机的稳定、可靠工作带来巨大挑战。氢氧发动机研制队伍开展了大量研究改进与试验验证,逐一攻克难点,进一步提高了发动机工作可靠性和稳定性。

点火到入轨一气呵成

长征五号B是我国首个一级半构型火箭。

按照构型,火箭分为单级火箭和多级火箭两类,火箭助推器通常被算作半级。

其中,多级火箭又分串联、并联、混合式三种联结方式。所谓串联,指火箭各子级像竹竿一样串在一起,这样空气阻力往往比较小。并联指多级火箭并排捆绑在一起,这在助推器中较为常见。混合式则是既有串联、又有并联。例如用于发射神舟飞船的长征二号F火箭、发射天舟货运飞船的长征七号火箭,以及长征五号火箭等,都是采用助推器与一子级并联捆绑,一子级又和二级串联的方式,构成二级半构型。

目前我国航天任务采用较多的是多级火箭。其工作特点是,火箭点火后一级发动机开始工作,燃料用完,一级发动机关机,并和燃料储箱一起从箭体上分离。其余各级发动机也是如此,通过这种“卸包袱”的形式,让火箭轻装前行,持续获得良好的加速性能。在此基础上,各级火箭分别承担“起跑、加速跑、冲刺”的任务。

不过火箭级数越多,控制起来越复杂,因此一般不会超过四级。长征火箭家族中,只有长征十一号固体运载火箭达到了四级。

长征五号B火箭是在一级上捆绑了4个助推器,属于一级半火箭。相比多级火箭的“接力”,它更加“简单粗暴”,从点火到入轨一气呵成,是我国现役运载火箭中唯一一款直接入轨的火箭。

这样的构型不仅丰富和完善了我国新一代运载火箭型谱,也提升了系统可靠性。要知道,级间分离是火箭飞行中最容易出现问题的环节之一。火箭级间分离时,下级发动机关机,级间分离火工品工作使两级分开。为避免分开的两级发生“追尾”和“碰撞”,要用侧推小火箭或反推小火箭点火,让分离开的两级隔出一段安全距离,上级火箭发动机再点火继续飞行。这一系列动作十分复杂,对控制的要求极高。长征五号B火箭系统简单,无级间分离,可靠性自然就高。

大刀刻微雕,

精度怎么保证?

采用多级火箭执行发射任务时,都是用推力很小的末级火箭将卫星送到预定轨道,再辅以推力更小的姿态控制发动机,更容易在航天器入轨前对位置与姿态进行微调,从而确保精确入轨。

而只有一级半的长征五号B火箭,要用2台大推力氢氧发动机直接运送载荷入轨,就像用大刀刻“微雕”,力道极难掌握,给精准入轨带来了巨大挑战。

同时,大推力氢氧发动机关机后,还会产生“后效”,就如同燃气灶关闭后的“余火”,也会对入轨精度造成影响。这需要确保发动机燃烧稳定,并在发动机研制时就尽可能算出“后效”的预测值,控制系统也必须将所有可能产生的误差考虑进去。

航天科技集团一院长征五号火箭副总设计师李学锋介绍,针对发动机后效等不确定因素,研制团队用随机“打靶”的方法,模拟出上万种情况,以验证控制系统设计的可靠性。“打靶”实验证明,即便预测的“后效”与实际情况有所出入,控制系统也能确保火箭精确入轨。

而控制系统研制队伍早在长征五号系列火箭研制之初,就统筹考虑了长征五号和长征五号B的任务特点。控制系统的硬件可以通用,已实现产品化;软件也无需大改,就能适应两者不同的飞行任务。

在火箭总体弹道设计上,科技人员也充分考虑了发动机“后效”的影响,基于发动机校准试车的实际数据进行计算,进一步优化了设计方案。

多项瘦身举措收益可观

对于多级火箭来说,芯一级、助推器减重,对提高运载能力的影响并不明显。而对于一级半入轨的长征五号B火箭来说,芯一级减重多少,运载能力几乎就可以提高多少;助推器减重与运载能力提高的比例也高达1.25:1。减重收益相当可观。

长征五号B火箭的芯一级尾段位于箭体最后,不仅是发动机舱,当火箭竖立在发射台上时还能起到支撑作用。此前长征五号火箭的尾段,采用的是组合梁结合分瓣玻璃钢底板的结构方案。而在长征五号B火箭研制中,航天科技集团一院703所把大直径大厚度碳纤维复合材料“3+2”蜂窝夹层结构整体成型技术,用在了一级尾段的壁板和防热板结构成型中,实现减重约400公斤。

该火箭助推器的减重也颇具特色。据航天科技集团八院长五系列项目办主任张修科介绍,长征五号火箭的助推器如同4位壮汉,分别用“单肩”扛着芯级,这对“肩膀”的结构提出了很高要求。而在长征五号B火箭身上,研制团队创新运用杠杆原理等,在捆绑点、助推器头锥中装上了4根“扁担”,变“单肩扛”为“双肩挑”,分散了受力。同时辅以先进的结构计算方式,综合改进头锥的结构,减重效果明显。助推器头锥、气瓶等方面的改进,共减重约600公斤。

记者了解到,长征五号B火箭上采取的许多减重措施,未来也将应用在长征五号火箭上。

据中国载人航天工程办公室消息,长征五号B火箭首飞成功,验证了火箭总体方案、各分系统方案的正确性、协调性,突破了大尺寸整流罩分离技术、大直径舱箭连接分离技术、大推力直接入轨偏差精确控制技术等一批新技术,为我国空间站在轨建造任务奠定了重要基础。

整流罩不止于大

长征五号B火箭身上还有多项国内首创的黑科技,比如整流罩。

整流罩是运载火箭的重要组成部分,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。长征五号B火箭拥有目前我国最长最大的整流罩,整流罩长达20.5米,相当于6层楼高,直径达到5.2米。如此宽敞的空间,是为发射空间站核心舱和实验舱而量身打造。

为了改善气动特性,该整流罩采用了冯·卡门曲线外形。冯·卡门曲线是一种非线性曲线,可以更好地减小空气阻力,减轻载荷所受影响。但如此外形的整流罩,展开之后并不是一个平面,而是立体的,制造难度高于传统的锥形整流罩。

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保证分离时的安全可靠。经过多方案对比,科技人员确定采用旋转式分离方案,并为此开展了大量仿真分析,以及多次整流罩分离试验,有效验证了设计正确性和各系统接口协调性。

开创”冰箭“零窗口发射先河

火箭发射窗口指允许火箭发射的时间范围,一般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,比如卫星的轨道精度要求、地球与行星的相对位置要求等。“零窗口”是指发射时间范围为零的发射窗口,也就是要求火箭必须分秒不差地点火升空。我国在实施天宫一号、北斗导航卫星等发射任务时,都曾经进行过零窗口发射。

未来的空间站交会对接任务,对长征五号B火箭也提出了零窗口发射需求,发射时间精度误差要控制在1秒以内。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技术含量和更大难度。此次发射成功,也开创了新一代运载火箭零窗口发射的先河。

为了实现零窗口发射,火箭各系统要确保在点火前一段时间,就完成各项准备。但低温推进剂加注后会不停地蒸发消耗,因此长征五号B火箭的准备状态并不是越早越好,而要严格按照时间要求精准完成,并且为应对各种情况充分做好预案。

作为我国最复杂的运载火箭,长征五号火箭发射前非常繁忙,任何一处细微差错都可能造成发射流程延误,进而影响零窗口的实现。研制团队通过开展大量分析和试验,实现了关键系统可靠性提升;通过射前流程优化,进一步提高了各系统对于零窗口发射的适应性,最终保证了任务成功实施。

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目前我国长征系列火箭主要构型:

两级火箭:长征二号、长征二号丙、长征二号丁

两级半火箭:长征二号捆、长征二号F、长征五号、长征七号

三级火箭:长征一号、长征三号、长征三号甲、长征四号系列、长征六号

三级半火箭:长征三号乙/丙

四级火箭:长征十一号(固体)

一级半火箭:长征五号B

长征五号B火箭小档案:芯级直径5米,捆绑4个3.35米直径助推器,整流罩直径5.2米,全箭总长约53.66米,起飞质量约849吨,起飞推力约1078吨 ,近地轨道运载能力不低于22吨。

长征五号发射预报:2020年,长征五号系列火箭将执行3次发射任务。继长征五号B火箭首飞后,长征五号遥四火箭将于下半年发射我国首个火星探测器;年底前,长征五号火箭还将迎来第五次发射,将嫦娥五号月球探测器送上月球,实现对月球表面的采样返回。长征五号B火箭首飞任务完成技术方案验证后,长征五号B遥二至遥四任务将先后完成空间站3个舱段的发射任务。

长征五号B运载火箭点火瞬间。高一鸣 摄(图一)

图片来源:中国航天报(图二图三)


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