长五火箭贮箱内有双“太极手”

在长征五号火箭（以下简称“长五”火箭）的贮箱内，有一双“太极手”，它有效抑制了推进剂的晃动，从而确保了火箭的正常飞行。　　长五火箭结构设计师张晓颖介绍，火箭贮箱里装了满满的液体推进剂，它们在火箭飞行的过程中，也会产生晃动。她形象地打了个比方：“就好比我们拿一瓶矿泉水，瓶子由竖放变成斜放或者横放时，瓶子里的水会不停晃动一样，火箭在飞行时，姿态调整或气流冲击也会造成贮箱内推进剂的晃动，如果不加以抑制，持续不断的晃动会影响箭体自振频率信号，造成控制系统误判断，进而发出错误的调姿指令。调姿过程中，又会造成推进剂更大的晃动，这样恶性循环下去，火箭就无法稳定飞行了。”
　　为了减少推进剂的晃动，设计人员在贮箱内增加了两个扇形的阻尼挡板。“好比端一盆水走路，水会晃动，但如果在水里放一个东西，能稍微缓冲一下，挡板的作用类似。”张晓颖说。
　　与其他型号相比，长五火箭贮箱推进剂加注量更大，晃动载荷也随之加倍。如果想达到理想的晃动抑制效果，还采用扇形挡板的话，必须成倍增加挡板的面积，随之而来的就是其重量也成倍增加。
　　张晓颖说：“那么大的晃动，全都撞在挡板上，挡板局部受力非常大，时间长了会造成挡板脱落，在贮箱内形成多余物。”
　　针对这个问题，设计人员设计了一种新的柔性防晃结构。“我们在贮箱内壁安装了一圈环形板，增加缓冲面积。挡板上斜拉安装柔性拉条，整个结构与贮箱内壁连接的孔，设计成若干长圆孔，这样，挡板可以自带‘弹性’，随着推进剂晃动产生一定的变形，从而快速耗散掉晃动能量。这个结构就像‘太极手’一样，能够以柔克刚，抑制晃动。”张晓颖说。
　　据了解，柔性防晃结构更轻，重量大约只有同等效果的扇形防晃结构的三分之一。这双“太极手”可“四两拨千斤”，能够抑制火箭飞行过程中80%以上的推进剂晃动能量，从而确保了火箭安全飞行。

　　
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