長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭昨天(5月5日)傍晚首飛成功，把近22噸重的新一代載人飛船試驗(yàn)船送入太空，標(biāo)志著我國(guó)載人航天第三步——建造空間站，拉開(kāi)了序幕。

　　中國(guó)航天科技集團(tuán)上海航天技術(shù)研究院承擔(dān)了長(zhǎng)征五號(hào)B四個(gè)助推器以及外部安全系統(tǒng)、芯級(jí)配套電池等研制工作，提供90%的起飛推力，同時(shí)還承擔(dān)新一代載人飛船試驗(yàn)船能源管理系統(tǒng)、太陽(yáng)帆板、信息管理功能測(cè)控子系統(tǒng)等研制任務(wù)。

　　練出“完美身姿”，減重700多公斤護(hù)送“大塊頭乘客”

　　與之前的三發(fā)長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭相比，長(zhǎng)征五號(hào)B火箭的四個(gè)助推器共減重700多公斤。其中，每個(gè)頭錐結(jié)構(gòu)減重約12%、近150公斤。據(jù)中國(guó)航天科技集團(tuán)上海航天技術(shù)研究院長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭助推結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)師林連鑌介紹，由于長(zhǎng)征五號(hào)系列火箭采用了前捆綁點(diǎn)主傳力的結(jié)構(gòu)，在助推器頭錐的前捆綁點(diǎn)處，受到高達(dá)300多噸的偏置集中力。因此，要在斜頭錐里運(yùn)用增強(qiáng)強(qiáng)度的承力結(jié)構(gòu)，重量占到整個(gè)頭錐的60%以上。經(jīng)設(shè)計(jì)師團(tuán)隊(duì)分析，此處減重空間最大。

　　上海航天技術(shù)研究院長(zhǎng)征五號(hào)助推研制團(tuán)隊(duì)展開(kāi)攻堅(jiān)，將原頭錐捆綁點(diǎn)下方“多層放射筋壁板+主承力桁條”結(jié)構(gòu)，優(yōu)化為“主承力桁條+主承力厚板”新型結(jié)構(gòu)形式，不僅結(jié)構(gòu)更連續(xù)、承載效率更高，還能實(shí)現(xiàn)頭錐結(jié)構(gòu)減重，一舉多得。

　　同時(shí)，設(shè)計(jì)師還從內(nèi)部挖潛。據(jù)長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭助推動(dòng)力系統(tǒng)副主任設(shè)計(jì)師李會(huì)萍介紹道，根據(jù)前幾發(fā)長(zhǎng)五的飛行實(shí)際，煤油箱的增壓氣瓶余量較大。經(jīng)過(guò)討論和分析驗(yàn)證，最終，長(zhǎng)征五號(hào)B每個(gè)助推器中都減少1個(gè)氣瓶，至少減重23公斤;取消后處理管路之后，每個(gè)助推至少減重16公斤。由此，四個(gè)助推器各減重約189公斤。

　　減重成功后，四個(gè)助推器，每個(gè)身高27.7米、凈重14.3噸、腰圍3.35米，為長(zhǎng)五B全箭提供主支撐作用。當(dāng)火箭站立時(shí)，通過(guò)前后捆綁點(diǎn)把自身重量分?jǐn)偟剿膫€(gè)助推器上。每個(gè)助推底部都有三條腿，即所謂的支撐點(diǎn);起飛階段，助推器為全箭提供90%以上的起飛推力。

　　最高效太陽(yáng)電池，實(shí)現(xiàn)“塔尖”上的再騰越

　　能源管理功能是飛船五大功能之一。中國(guó)航天科技集團(tuán)上海航天技術(shù)研究院811所承擔(dān)了本次能源管理功能的抓總研制工作，針對(duì)新一代載人飛船實(shí)驗(yàn)船的特殊性，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)突破，完成了能源管理系統(tǒng)從神舟飛船到新一代載人飛船的“進(jìn)化”過(guò)程。

　　新一代載人飛船實(shí)驗(yàn)船能源管理系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師鐘丹華介紹，作為國(guó)內(nèi)唯一既有主電源，又有輔助電源的電源系統(tǒng)，新一代載人飛船實(shí)驗(yàn)船能源管理系統(tǒng)可以在主電源完全故障的情況下，由輔助電源獨(dú)立完成任務(wù)，可以說(shuō)是上了雙保險(xiǎn)。

　　此外，在新一代載人飛船試驗(yàn)船太陽(yáng)電池翼上，首次搭載應(yīng)用了811所研制的光電轉(zhuǎn)換效率為34%的高效砷化鎵太陽(yáng)電池，這也是目前國(guó)際空間最高光電轉(zhuǎn)換效率太陽(yáng)電池。

　　太陽(yáng)電池翼是航天器賴(lài)以持續(xù)飛翔的翅膀，是航天器的動(dòng)力來(lái)源，其性能與可靠性直接關(guān)系著航天器是否能順利完成預(yù)定任務(wù)。鐘丹華介紹，中國(guó)的載人登月工程中，新一代載人飛船、載人月面著陸與上升飛行器任務(wù)中，高效、高比功率的太陽(yáng)電池技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)與必要需求。34%光電轉(zhuǎn)換效率電池，將有效提升中國(guó)太空與深空飛行器的發(fā)電能力，支撐中國(guó)航天電源系統(tǒng)的更新?lián)Q代。

　　據(jù)介紹，國(guó)際上空間應(yīng)用的太陽(yáng)電池翼主電源主要為光電轉(zhuǎn)換效率30%的太陽(yáng)電池。此前，世界上空間型號(hào)應(yīng)用的最高效率太陽(yáng)電池電路產(chǎn)品光電轉(zhuǎn)換效率為32%。

　　從30%到32%再到34%，看似只有2%的轉(zhuǎn)換效率提升，卻可以說(shuō)是該技術(shù)體系“塔尖上的再騰躍”。為此，研制人員開(kāi)展了系列技術(shù)攻關(guān)，如采用新型覆蓋短波、中波太陽(yáng)光的寬/中帶隙半導(dǎo)體材料，進(jìn)一步降低載流子熱損、提高太陽(yáng)光譜的能量利用率，攻克和解決失配材料生長(zhǎng)的技術(shù)難點(diǎn)，寬光譜低反射率調(diào)配技術(shù)等，填補(bǔ)了國(guó)際相關(guān)產(chǎn)品的領(lǐng)域空白，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。