海上“冷發(fā)射”到海上“熱發(fā)射”，有哪些難關(guān)要過？

12月9日下午，在黃海海域，捷龍三號(hào)固體運(yùn)載火箭以海上熱發(fā)射的方式從發(fā)射船上點(diǎn)火起飛，隨后將14顆衛(wèi)星送入預(yù)定軌道，火箭首飛任務(wù)取得圓滿成功。本次任務(wù)中，中國(guó)火箭實(shí)現(xiàn)了從海上冷發(fā)射到海上熱發(fā)射的跨越。

捷龍三號(hào)火箭發(fā)射瞬間

我們先來說說什么是冷發(fā)射和熱發(fā)射。

冷發(fā)射，是指火箭先從發(fā)射筒中彈射出來，隨后在半空中點(diǎn)火起飛，火箭的高溫尾焰不會(huì)燒蝕發(fā)射平臺(tái)，長(zhǎng)征十一號(hào)運(yùn)載火箭就是采取的這種發(fā)射方式；而熱發(fā)射，則是火箭直接從發(fā)射平臺(tái)上點(diǎn)火起飛，沒有彈射的過程，我國(guó)絕大多數(shù)火箭都是采取的這種發(fā)射方式。

那么，為何要在海上嘗試?yán)浒l(fā)射和熱發(fā)射呢？事實(shí)上，這與海上發(fā)射的優(yōu)勢(shì)有關(guān)。

一是海上發(fā)射平臺(tái)可機(jī)動(dòng)部署，可選擇在靠近赤道附近的海域進(jìn)行發(fā)射，最大限度利用地球自轉(zhuǎn)的速度將火箭送入軌道。這樣可以增加運(yùn)載火箭的有效載荷，同時(shí)也相當(dāng)于節(jié)省了運(yùn)載火箭的燃料。

二是海上發(fā)射具有射向范圍寬的優(yōu)勢(shì)，火箭殘骸可濺落在海面上，可避開城市等人口聚集區(qū)，航落區(qū)安全性好。如果是傳統(tǒng)的陸地發(fā)射場(chǎng)發(fā)射，那么就要考慮殘骸濺落對(duì)發(fā)射場(chǎng)周圍人口聚集區(qū)的影響。

看起來海上熱發(fā)射比海上冷發(fā)射少一個(gè)彈射的環(huán)節(jié)，是不是更簡(jiǎn)單？實(shí)則不然。

火箭直接點(diǎn)火會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的反作用力，火箭高溫尾焰也會(huì)考驗(yàn)著發(fā)射船和發(fā)射設(shè)備的承受能力。

那么，這些難題要如何解決？捷龍三號(hào)火箭地面發(fā)射支持系統(tǒng)副總師歐陽松對(duì)此進(jìn)行了解讀。

“海上熱發(fā)射技術(shù)是對(duì)海上冷發(fā)射技術(shù)的繼承與發(fā)展?！睔W陽松表示。

在觀看捷龍三號(hào)火箭首飛任務(wù)視頻時(shí)，細(xì)心的觀眾可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，火箭在起飛之前，被一個(gè)長(zhǎng)方體“籠子”包著，這個(gè)“籠子”就是導(dǎo)向式框架。

海上風(fēng)急浪高，不依靠外力支撐，火箭很難穩(wěn)穩(wěn)地立在發(fā)射船上。因此，冷發(fā)射時(shí)，發(fā)射筒支撐著火箭的穩(wěn)定；熱發(fā)射時(shí)，火箭則依靠導(dǎo)向式框架。導(dǎo)向式框架能把火箭“扶住”，不會(huì)因?yàn)楹r原因，讓火箭失穩(wěn)翻倒。

前邊我們講到，火箭海上熱發(fā)射時(shí)，直接從發(fā)射船上點(diǎn)火起飛，會(huì)非常考驗(yàn)發(fā)射船對(duì)高溫的承受能力。歐陽松介紹，針對(duì)該問題，研制人員在發(fā)射船的尾部單獨(dú)增加了一個(gè)長(zhǎng)15米、寬10米的發(fā)射支撐平臺(tái)。在該平臺(tái)的作用下，火箭尾焰將從由上到下排導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛩絻蓚?cè)排導(dǎo)，大幅度降低火箭尾焰對(duì)發(fā)射船和發(fā)射設(shè)備的影響。

不僅如此，研制人員還給發(fā)射設(shè)備上了第二重保險(xiǎn)——針對(duì)核心元器件，采取增加防護(hù)層的方式進(jìn)行保護(hù)；在承受熱流密度大的部位，增加防護(hù)鋼板。

“我們的目標(biāo)是，在火箭發(fā)射完后，設(shè)備的主體結(jié)構(gòu)不受影響，做簡(jiǎn)單的維護(hù)后，能再次執(zhí)行任務(wù)。”歐陽松表示。

既然海上熱發(fā)射有這么多難題需要突破，為何還要嘗試？

歐陽松說，海上熱發(fā)射雖然難度大，但比海上冷發(fā)射經(jīng)濟(jì)性更高。“比如發(fā)射筒的成本比導(dǎo)向框架高，同時(shí)海上冷發(fā)射需要一次性消耗品也比海上熱發(fā)射的多?！?/p>

在歐陽松看來，更為重要的是，海上熱發(fā)射做到了對(duì)海上冷發(fā)射優(yōu)點(diǎn)的吸收和缺點(diǎn)的消除，實(shí)現(xiàn)了價(jià)值最大化。

隨著捷龍三號(hào)火箭海上熱發(fā)射的成功，后續(xù)我們或?qū)⒖吹礁嘈吞?hào)的火箭在海上熱發(fā)射上作出嘗試。