北京時(shí)間2022年5月29日上午，“神舟十四號(hào)”載人飛船與“長征二號(hào)F”遙十四運(yùn)載火箭組合體自9001垂直總裝廠房（vertical assembly building，VAB）轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射區(qū)，“神舟十四號(hào)”發(fā)射任務(wù)進(jìn)入最后的準(zhǔn)備階段。

自VAB至發(fā)射區(qū)距離約1.5千米，“神十四”船箭組合體在活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)的搭載下于08:30左右出發(fā)，于10:00左右達(dá)到，耗時(shí)約1.5小時(shí)，行進(jìn)速度只有約1千米/小時(shí)，可謂是小心翼翼地在挪動(dòng)。之所以要倍加小心，是因?yàn)榛鸺怪鞭D(zhuǎn)運(yùn)需要保持火箭平穩(wěn)、防止出現(xiàn)大幅震動(dòng)，還要時(shí)刻觀察天氣的變化，特別要提防風(fēng)速過大。那么，轉(zhuǎn)運(yùn)中的“神十四”船箭組合體有多重？為什么那么怕風(fēng)？

液體火箭其實(shí)是“水箭”，“空殼”質(zhì)量極度濃縮！

“神十四”飛船發(fā)射任務(wù)使用的是“長二F”火箭，這是中國現(xiàn)役唯一一型載人火箭，也是“長七”系列火箭之前中國在役起飛質(zhì)量最大、箭體最長的運(yùn)載火箭。目前使用的是“長二F”改型運(yùn)載火箭，該改型火箭又分為“長二F”改進(jìn)型載人飛船運(yùn)載火箭（“長二F”改Y）和“長二F”改進(jìn)型目標(biāo)飛行器運(yùn)載火箭（“長二F”改T），自“神八”任務(wù)開始，“長二F”改沿用至今。

“長二F”改Y全長約58米，起飛重量約497噸。起飛質(zhì)量是船箭組合體在加注推進(jìn)劑之后的質(zhì)量，而轉(zhuǎn)運(yùn)狀態(tài)的“神十四”船箭組合體有多重呢？

“長二F”采用四氧化二氮/偏二甲肼常溫推進(jìn)劑，一級(jí)推進(jìn)劑加注量約186.6噸，二級(jí)推進(jìn)劑加注量約84.8噸，單枚助推器推進(jìn)劑加注量約41.5噸，4枚加注總量為166噸，可得出“長二F”推進(jìn)劑加注總量為437.4噸，進(jìn)而得出“神十四”船箭組合體的機(jī)構(gòu)質(zhì)量（剔除推進(jìn)劑與有效載荷之外的箭體質(zhì)量，在此只簡單剔除推進(jìn)劑質(zhì)量）為59.6噸，結(jié)構(gòu)系數(shù)（結(jié)構(gòu)質(zhì)量除以推進(jìn)劑與結(jié)構(gòu)質(zhì)量之和）為11.99%。由此可知，“長二F”的“水分”含量高達(dá)88%，雖名曰火箭，其實(shí)也是名副其實(shí)的“水箭”。

怕風(fēng)的“大高個(gè)”

“神十四”飛船與“長二F”遙十四火箭組合體原計(jì)劃在5月27日進(jìn)行轉(zhuǎn)場(chǎng)，后由于風(fēng)大的原因推遲到了5月29日，什么原因?qū)е隆伴L二F”這么怕風(fēng)？

長細(xì)比大。其實(shí)，垂直站立的運(yùn)載火箭都怕風(fēng)，原因之一就是長細(xì)比大?！伴L二F”箭長約58米，芯級(jí)直徑均為3.35米，長細(xì)比約17.31，在國內(nèi)僅次于“長七甲”遙三的18.12（箭長60.7米，芯級(jí)最大直徑3.35米），而火箭越高重心就越高，自然不能承受過大的風(fēng)速。

“頭重腳輕”。在未加注狀態(tài)下“神十四”船箭組合體的質(zhì)量為59.6噸，相對(duì)于龐大的體量已經(jīng)相當(dāng)輕了，站立起來很難“腳踏實(shí)地”。同時(shí)，全箭質(zhì)量分布還不均勻，其中包含船罩組合體的頭部遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過10噸，造成“頭重腳輕”的狀況，這會(huì)進(jìn)一步拉高重心，風(fēng)的影響會(huì)更大。

只靠支撐點(diǎn)固定。對(duì)于“長五”系列、“長七”系列、“長八”等在文昌發(fā)射的新一代運(yùn)載火箭而言，轉(zhuǎn)運(yùn)過程中除了依靠發(fā)射平臺(tái)的支撐點(diǎn)固定，還有擺臂可以起到一定的固定作用。而對(duì)于“神十四”船箭組合體而言，轉(zhuǎn)運(yùn)過程全靠4個(gè)支撐點(diǎn)牢牢固定在發(fā)射平臺(tái)上，在箭體底部以上部分并無依托，也就更容易受風(fēng)的影響。[1]

在上述因素影響下，“神舟”與“神箭”船箭組合體只有在發(fā)射場(chǎng)0～80米高度淺層風(fēng)速≤10米/秒（5級(jí)風(fēng)，有葉的小樹枝搖擺，內(nèi)陸水面有小波）的情況下才能進(jìn)行垂直轉(zhuǎn)運(yùn)工作。在離船箭組合體轉(zhuǎn)運(yùn)還有最后2小時(shí)的時(shí)候，氣象觀測(cè)技師在觀測(cè)場(chǎng)進(jìn)行最后一次設(shè)備狀態(tài)檢查，為船箭組合體順利轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射區(qū)提供準(zhǔn)確的氣象數(shù)據(jù)。同時(shí)，在船箭組合體轉(zhuǎn)運(yùn)中，氣象觀測(cè)技師及其同事站在活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)箭體及周邊的氣象變化，實(shí)時(shí)通報(bào)100米以內(nèi)的風(fēng)向、風(fēng)速等，這些是確保垂直轉(zhuǎn)運(yùn)安全的第一道防線。[1]

在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，“神十四”船箭組合體是一枚頭重腳輕的“空心箭”，是一個(gè)苗條的“大高個(gè)”，它的重心偏高，固定有限，受風(fēng)吹影響較大，所以轉(zhuǎn)運(yùn)速度特別慢，只有約20米/分（1/3米/秒），比步行的速度還要慢得多，這個(gè)速度也是世界航天界火箭垂直轉(zhuǎn)運(yùn)的常態(tài)。雖然“神十四”船箭組合體轉(zhuǎn)運(yùn)速度特別慢，但是特別穩(wěn)，只有“周到、細(xì)致”，才能“萬無一失”。

作者：大白高國

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參考資料

[1]部分引自大漠問天發(fā)布
https://mp.weixin.qq.com/s/_yOViXd2tgbLKZ8XlIhiXg