2022年11月12日，天舟五号货运飞船在文昌航天发射场由长征七号遥六运载火箭托举升空，顺利进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。这是我国空间站“T”字基本结构在轨组装完成后的首次发射。

长征七号运载火箭是我国新一代中型运载火箭，被誉为载人空间站“货运专列”。据航天科技集团一院介绍，与常规火箭相比，长征七号运载火箭面临着低温推进剂加注问题和复杂的发射前流程。因此，要实现“零窗口”发射，难度更大。

几千余摄氏度温差中练就防水“金钟罩”

火箭喷射时的温度最高可达到3000℃，发射瞬间形成的白雾正是发射塔架底部数十米深的导流槽里的水蒸发而成，水蒸气带走大量的热量，可以为火箭降温。

但喷水降温对低温火箭长征七号而言还远远不够，矗立在炎炎烈日下，火箭箭体上的水，会像雨一样哗哗往下流。因为火箭舱体中的温度达到了-183℃。

据介绍，长征七号火箭的燃料中有液态氧。采用无毒无污染的液氧煤油做燃料，经济上比常规发动机推进剂便宜60%，并且可重复使用。它的温度之低也会使长征七号火箭表面出现水蒸气凝结现象。

在“冰火两重天”的强烈反差下，长征七号如何练就一身“金钟罩”？火箭院总体部火箭设计专家卢松涛说，为了防止“水”渗透，他们遵循“能单机解决的不在系统解决，能系统解决的不在总体解决”原则，从“产品源头”解决防水问题。

在火箭设计之初，防水功能尽量通过结构设计实现，如在部段对接处加装密封条、在细小孔径和缝隙涂硅橡胶、在分离面设计密封块，还在排气孔处设置了内置导流罩，兼顾排气防水双功能。

卢松涛介绍，长征七号火箭仅电连接器防水部位就有千余处，这还不包含电缆本体、电缆进出口、仪器本体、仪器与结构缝隙和结构总体专业防水的设计，确保了火箭尽可能在更多的复杂气象条件下完成发射任务。

“棉衣”“防热毛毡”隔绝高温，轻盈又环保

长征七号火箭的低温液氧贮箱表面穿着一层厚厚的“棉衣”，主要起到隔绝热传导的作用。穿上“棉衣”之后，贮箱内部能够保持足够的低温环境，使得液氧推进剂不会因温度升高而大量挥发，贮箱外部温度也不会太低，以至于对外部仪器、人员等造成冻伤。

“棉衣”的主要成分是一种塑料泡沫，使用发泡剂使泡沫膨胀成形。以往国内火箭使用的泡沫发泡剂都含氟，会对地球的臭氧层造成危害，但是长征七号火箭使用了一种新型的无氟发泡剂。

和以往相比，长征七号火箭液氧贮箱所穿“棉衣”还取消了一层金属铝箔，并实现了自动喷涂泡沫和表面机加的自动化生产。这些改进不仅大大提高了生产效率，还使“棉衣”更为绿色环保、质地轻盈。

除了“棉衣”，还有“防热毛毡”。

火箭在飞行过程中，芯级发动机会喷射出巨大的火焰，此时，助推器后过渡段要承受喷焰回卷的强热流，其热防护设计如果不够，就会造成结构烧蚀，而过度设计又会影响火箭的运载能力。

为此，长征七号火箭的设计人员创新防热材料应用和安装方式，将防热毛毡“披”在火箭助推器上，不仅重量更轻，而且防热效率也更高。

“如果采用传统方法，在助推器后过渡段喷涂防热涂层，生产周期较长。”火箭院长征七号火箭结构设计师姚瑞娟介绍，“设计团队创新思路，将防热服由‘喷’在后过渡段表面改为‘披’在身上”。

在新的设计思路下，火箭设计人员采用耐高温的材料，给助推器做了一块柔性防热毛毡。它有“里”、有“面”、有夹层，从靠近芯一级的一侧开始“披”上，在远离芯级的外侧开口，就像一件“防热服”一样包裹着助推器，使后过渡段免受大火炙烤。

采用传统的防热方式，在助推器上整体喷涂防热涂层，重量在70公斤至100公斤之间，而新型防热毛毡重量只有20公斤左右，重量减轻约75%，且防热效果更好。据介绍，柔性防热毛毡已在长七火箭上成功应用，后续还将推广应用于其他型号。

新京报记者 张建林

编辑 白爽 校对 刘军