张娟娟
在赛车场上,赛车手经常展示“漂移”特技,娴熟的控车本领让人大饱眼福。火箭发射时也会出现起飞“漂移”,同样需要火箭设计师做好控制。
在理想状态下,火箭在点火后,推力逐渐积累到大于重力后起飞,这时,箭体会发生些许横向偏移,业界将这种现象称为起飞“漂移”。
引起这种“漂移”的原因有很多,从外界因素看,以风为例,因为火箭体型庞大,地面风轻微就能“撼”动它,对它生成一定横向推力,从而产生“漂移”。从内在因素看,虽然火箭发动机喷管装配角度、流量大小,都经过精细的设计和安装,但细微误差仍然存在,容易出现推力角度偏差,产生“漂移”。
横向“漂移”对庞大的火箭来说,肉眼几乎很难发现,但火箭起飞前靠支柱支撑“站”在发射塔上,“漂移”量太大则会导致发动机喷管碰到支撑柱,火箭极有可能起飞失稳。
在长征火箭家族中,“长征五号”大型运载火箭底部有12个支撑柱,是其他火箭的3倍,喷管与支撑柱间距只有20厘米左右,是起飞“漂移”控制難度最大的火箭。
综合喷管装配误差、发动机流量差别等因素,在起飞前30秒左右就开始调整火箭芯一级和助推器喷管的朝向等,像运动员起跑前做好准备姿势一样,静待起飞。
火箭离开地面至飞出发射塔前,控制系统还会根据瞄准角度对滚动程序角进行修正,对火箭的扭转角度等实时控制,直到火箭顺利离开发射台飞到高空,起飞“漂移”控制才算结束。
对复杂的火箭控制系统来说,起飞“漂移”控制只是一小步,漫漫飞天路,火箭的每个动作都要通过精准控制,才能确保万无一失。