馬屁股是如何決定火箭直徑的?

2021-01-08 騰訊網

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12月28日消息 北京時間12月27日20:45,我國在文昌航天發射場用長徵五號遙三火箭成功發射實踐二十號衛星。

也許你會這樣想:每天發射上天的火箭那麼多,這個又不是阿波羅的登月,有什麼值得注意的?

對於阿波羅登月事件的真實性,其實目前仍有較大爭議,但是我們這次的長徵五號遙三火箭,卻的的確確有真東西!

為什麼這次的火箭很特殊?

很容易回答!因為它胖!

也許你要反駁了:胖就特殊嗎?那我也挺胖的,但我還是一個挺普通的人阿?

那不是廢話?

你胖你對國家有貢獻嗎?

可是人家長徵五號遙三有!

打不破的魔咒

我國長徵五號之前現役火箭的最大直徑是3.35米,如長徵二號丙火箭、長徵二號F火箭、長徵三號甲系列火箭以及剛剛發射成功的長徵七號火箭等。那麼為什麼是3.35米,不能做的更大呢?

很簡單,這與馬屁股有關!

我們都知道,火箭的直徑和它的運載能力相關。也就是說,如果火箭需要運輸更大的載荷,就要直徑更大、箭體更長。這樣的想法在理論上沒錯,但在現實中卻受到諸多限制,其中最大的限制就是——運輸。

一般來說,火箭研製地與發射地有一定距離。比如長徵三號甲系列火箭,一般會在西昌衛星中心發射。從北京到西昌,它們都是「乘」火車到發射場。

裝有火箭的專列

火車運輸,路上難免會通過一些隧道,隧道的寬度都是參照鐵軌的寬度確定的。因此,火箭要通過這些隧道,直徑就不能超出隧道的寬度。再考慮到火車晃動、會車等因素,火箭的直徑就更受限制了。所以,我國現役運載火箭直徑最大的為3.35米。

世界上很多國家的鐵軌間的距離都不太一樣。1937年,國際鐵路協會作出規定:1435毫米為國際上通用的標準軌距,1520毫米以上的軌距為寬軌,1067毫米以下的軌距為窄軌。而我國採用的是標準軌距。

在網上追溯,是英國人發明了火車,而火車軌道的寬度在設計之初就沿用了馬車的輪寬標準。

那麼馬車的輪寬是怎麼確定的呢?是根據英國老路上的轍跡確定的。當時路上轍跡的寬度是4.85英尺。這些轍跡是古羅馬人定的。

當時歐洲的長途老路都是由羅馬人為他們的軍隊鋪設的,羅馬戰車是他們的主要裝備,4.85英尺正是羅馬戰車的寬度。

那古羅馬人又為什麼以4.85英尺作為戰車的輪距寬度呢?原因其實很簡單,因為這是拉動戰車的兩匹馬的屁股寬度。

這樣一來,關係就清楚了,馬屁股的寬度決定了鐵軌間的距離,鐵軌間的距離決定了隧道的寬度,隧道的寬度則影響了火箭的直徑。

為了實現運力提升的需求,長徵五號要求做到5米直徑的箭體,第一級外還捆綁了4個3.35米的助推器,總質量飆升到了869噸級別,遠超長徵三號B系列的426-459噸級別,它成了名副其實的「胖五」。

但顯然,長徵五號已經無法繼續使用傳統的三大火箭發射場,需要建設新的火箭發射場,這就是位於海南的文昌火箭發射基地。實際上,它還有另外兩個重大好處:周邊都是大洋,火箭殘骸不會造成任何損失;緯度更低,能更大程度藉助地球自轉的力量,減少推進劑消耗、提升運力。

如此龐大的身體,長徵五號遙三火箭已經擠不進小小的隧道了,那麼火箭被生產出來後的運輸就成了最大的問題。

但是我們基建狂魔的名號可不是隨便亂取的!

為將組裝好的火箭轉場至發射架,還需要建造大型特種火箭運輸平臺;長徵五號的生產與組裝都在天津的濱海新區完成(天津航天長徵火箭製造有限公司),這裡也將成為中國未來火箭生產體系的靈魂。

為了將長徵五號從海路運往文昌,我國還先後服役了兩艘遠望21/22航天運輸船。

這些只是長五相關的一部分,但已然可以想像每一點背後都有無數科研人員常年攻克難關,也需要國家強大的人力物力資源、科研和工程技術實力作為後盾,缺一不可。

從曾經的趕英超美,到如今的星辰大海

祖國的逐漸繁榮強大,現在的我們都是見證者!趕英超美不再是目標,我們應當有更遠大的理想!

文章:大師兄

*部分素材源於網絡

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