轉(zhuǎn)運(yùn)中的長二F“頭重腳輕”?實(shí)則底盤很穩(wěn)!“頭重腳也重”

北京時(shí)間2023年5月22日下午,“神舟十六號”載人飛船與“長征二號F”遙十六運(yùn)載火箭船箭組合體由垂直總裝測試廠房轉(zhuǎn)運(yùn)至載人發(fā)射工位,船箭組合體走完在地球表面的最后1.5千米。轉(zhuǎn)運(yùn)路程雖短,船箭組合體卻花了1.5小時(shí),速度僅有1千米/小時(shí),有人將速度慢的原因之一描述成“頭重腳輕”,實(shí)則不然,轉(zhuǎn)運(yùn)中的船箭組合體“頭重腳也重”。

執(zhí)行“神十六”發(fā)射任務(wù)的是“長二F”改進(jìn)型運(yùn)載火箭,為中型常溫液體捆綁式運(yùn)載火箭,采用兩級半構(gòu)型,一二級串聯(lián)、芯一級周身捆綁4枚助推器,主動力全部采用四氧化二氮/偏二甲肼推進(jìn)劑。該箭全長58.34米,起飛質(zhì)量約496.82噸,起飛推力604.387噸,近地軌道運(yùn)載能力不小于8.13噸。

對于液體運(yùn)載火箭而言,其起飛質(zhì)量的90%為推進(jìn)劑,“長二F”改進(jìn)型也一樣。該箭(基本型)一級推進(jìn)劑加注量約186.6噸,二級推進(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(改進(jìn)型推進(jìn)劑還會多出數(shù)噸),進(jìn)而可得出船箭組合體質(zhì)量約為59噸,剔除飛船8.13噸的發(fā)射質(zhì)量,箭體干質(zhì)約為51噸。

在此基礎(chǔ)上,可計(jì)算出“長二F”改進(jìn)型的結(jié)構(gòu)系數(shù)(剔除推進(jìn)劑與有效載荷之外的箭體質(zhì)量/剔除有效載荷的起飛質(zhì)量)為51/437.4+51=10.44%。據(jù)此可以大致推算各級段的結(jié)構(gòu)質(zhì)量,芯二級為84.8÷(1-10.44%)×10.44%=9.89(噸),芯一級與4枚助推器組合體合計(jì)為437.4÷(1-10.44%)×10.44%-9.89=41.10噸。于是,再來看看轉(zhuǎn)運(yùn)中的任務(wù)船箭組合體的質(zhì)量分布。

在此可以把“神十六”任務(wù)船箭組合體的船罩組合體、芯二級、芯一級與助推器組合體分別比作“頭部”、“腰部”、“腿部”。作為船箭組合體的“頭部”,“神十六”任務(wù)船罩組合體包括“神十六”飛船、整流罩、逃逸塔等部分,質(zhì)量為10余噸,作為船箭組合體的“腿部”,芯一級與助推器組合體的質(zhì)量達(dá)到41噸。更進(jìn)一步,可以將一級與助推器組合體尾部比作“腳部”,包括發(fā)動機(jī)、發(fā)動機(jī)艙、尾翼等部分,質(zhì)量達(dá)到10噸左右。

于是可知,轉(zhuǎn)運(yùn)中的“神十六”飛船和“長二F”遙十六船箭組合體的“腿部”一級與助推器組合體的質(zhì)量數(shù)倍于“頭部”船罩組合體,即便是“腳部”一級與助推器組合體尾部的質(zhì)量也和“頭部”持平。所以,形容轉(zhuǎn)運(yùn)中的“神十六”任務(wù)船箭組合體“頭重腳輕”雖然比較形象但是也有所夸張,實(shí)際情況是“下半身”很穩(wěn)重,“頭重腳也重”,只是未加注狀態(tài)重心偏高,需要減小風(fēng)吹及移動造成的搖晃、俯仰,轉(zhuǎn)運(yùn)中只能小心慢行。
作者:大白高國