長征八號首秀為何推遲?

12月22日，長征八號運載火箭在海南文昌發(fā)射場首飛成功，為新一代運載火箭“十三五”期間的發(fā)射任務畫上了圓滿的句號。

不過，這次首秀比原本的計劃晚了2天。中國航天科技集團一院長征八號火箭副總設計師吳義田透露：“在發(fā)射前1天，我們預測到發(fā)射場上空高空風異常，不適合發(fā)射。根據(jù)氣象商會的結果，將發(fā)射時間推遲了2天?！?/p>

原來，導致發(fā)射推遲的原因，是“高空風”在搗亂。記者了解到，火箭發(fā)射是一項高風險的復雜系統(tǒng)工程，極容易受到各種因素影響。包括雷電、溫度、風等天氣因素，都會影響火箭發(fā)射，其中影響最為突出的，就是高空風了。

據(jù)一院長征八號火箭控制系統(tǒng)主任設計師潘豪介紹，高空風一般距離地面4到20公里?；鸺┰酱箫L區(qū)時，會遭受強烈的氣流沖擊。

許多人會有這樣的經歷：騎自行車時，如果側面突然吹來一陣大風，會被吹得歪歪倒倒。而在高空，這種橫向側風比陸地上的強烈得多，不僅會影響火箭的飛行姿態(tài)，如果風速過大，還可能導致箭體彎曲變形，甚至解體?？梢哉f，高空風就是火箭進入太空前必須闖過的“關卡”。

為了保證火箭順利發(fā)射，提前觀測、預報高空風，成為必不可少的工作。如果風況惡劣，必要時就需要調整發(fā)射時間。2019年，美國SpaceX公司的獵鷹重型火箭實施首次商業(yè)發(fā)射前曾兩度推遲，正是因為高空風等氣象原因。

除了被動避讓，一院近年來一直在開展研究，積極探索降低高空風對火箭影響的方法。例如，他們統(tǒng)計了近10年發(fā)射場上空的風速、風向等，在火箭設計階段，根據(jù)出現(xiàn)概率最大的風向和風速，開展針對性設計。

同時，科研人員會根據(jù)發(fā)射前的氣象測量預報，通過設計火箭飛行程序角進行高空風補償。吳義田介紹說，好比人在風中打傘，可以將傘對準風吹來的方向，抵消橫向的風力。高空風補償?shù)姆椒ú捎孟嗤?，在能夠實現(xiàn)的前提下，讓火箭迎風飛行，使火箭縱軸與風向平行。不過，這種方法只能在火箭達到一定速度后使用，而且動作不能太過突然。

在長征八號火箭上，科研人員還采用了一些新方法，例如自主抗干擾控制技術。潘豪介紹說，通過該技術，火箭在飛行過程中感受到風吹來時，可以做出相應動作，減弱風的干擾。

這些方法說起來簡單，要做好卻不容易，其中一個關鍵在于把握分寸。吳義田說，如果在火箭設計階段過分考慮風場，會導致設計偏保守，火箭結構過重；反之則會導致設計偏冒進，火箭結構輕，對高空風的抵抗能力不夠。如何更好地平衡兩者之間的關系，還需要進一步探索。
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