10月31日，由中国航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院（以下简称“火箭院”）抓总研制的长征五号B遥四运载火箭已经在塔架整装完毕，不久后它就要将梦天实验舱送入太空，完成我国空间站在轨建造的一项重任。

在它就要秀出身姿、秀出肌肉的重要时刻，可别忘了作为我国现役火箭中最强壮的系列火箭，它还是一位“瘦身达人”，让我们来回顾下它身材管理的一些“小秘诀”。

为什么火箭要做身材管理

在我国航天领域有这样一句话：“运载火箭的能力有多大，中国航天发展的舞台就有多大”，作为进入太空的运载工具，运载火箭是一切太空活动的前提和基础。这也就是说，火箭自重越轻，能够“举”起的东西就越大，运载能力和价值也就越大。

长五系列火箭代表了我国运载火箭科技创新的最高水平，为了成为更完美的“大力士”，火箭不断从自身下功夫，减轻自重。

参数优化和仿真分析性减出最优“体脂率”

想减重，体脂率是一个重要指标。火箭的体脂率计算包含了火箭结构的海量数据。

火箭院总体设计部三室强度组副组长吴浩介绍，长五系列火箭结构构造复杂，每一个部段都由众多零部件组成，每个零部件又包含多个参数，这些参数既要考虑重量，又要考虑结构强度，为“减重”设计带来很大的困难。研制团队通过海量的参数优化和仿真分析，为各个部段关键零部件算出了最优“体脂”参数。

因此，长五系列火箭起飞重量800多吨，其自身的重量却只占约10%，有的部位如鸡蛋壳一样薄，也能结实坚固。

“精准”塑形减掉局部“赘肉”

根据体脂参数，火箭整体结构减无可减后，长五系列火箭开始局部塑形。

航天材料及工艺研究所型号专项副主任工程师李桂洋说，“复合材料夹层结构就像箭体局部塑形的手术刀，我们用这把手术刀不但要给“胖五”瘦身，还要给“胖五”健体。

以长五系列火箭中的长五B火箭为例，长五B火箭的芯一级尾段底板位于箭体最后，不仅是发动机舱，当火箭竖立在发射台上时还能起到支撑作用。这块底板原重有700公斤以上。“我们以‘大直径大厚度碳纤维复合材料蜂窝夹层结构整体成型’瘦身方案，利用壁厚毫米级的铝蜂窝结合轻质高强碳纤维复合材料使得底板在满足结构刚度和承载能力的情况下，实现一级尾段减重约400公斤，材料上薄如蝉翼，结构上坚如磐石。”

火箭的每一个局部，研制人员都没放过，就连“乘客”的“座椅”也经过了反复精减。

长五B火箭托举的“乘客”都超过22吨，相较传统的“座椅”，必须同时兼顾承载力的提升和结构重量降低的目标。李桂洋介绍，仅仅在结构材料的选取上就有数百种组合方式需要验证，我们在经过一轮轮方案论证、一次次的工艺验证、一级级的考核试验后，最终突破了瘦身减重的关键技术，确保“座椅”的高质量和轻盈性。值得一提的是团队针对大型“座椅”结构实施“精准”塑形手术，“座椅对接面”实现近净尺寸成型，也解决了大型“座椅”的塑形成本问题。

现在，呈现在大家面前的长五系列火箭，没有任何的肥肉、赘肉。

“一两拨千斤”减脂不减肌

有人担心，瘦了会不会弱不禁风。咱们火箭可是科学减肥，不仅如此，火箭上还有很多巧妙结构，设计简洁、用料精巧，却能让火箭拥有发达的肌肉。

在长五系列火箭每个助推器与芯级之间的主捆绑接头就具备这样的能力。吴浩说，我们为主捆绑接头创新设计了一个镂空三角形结构，用料少，传力优，还能够让每个瘦身约50公斤的“捆绑接头”受力达几百吨。

对于一个胖子来说，减肥是件极其困难的事儿，而火箭的瘦身减肥还要拥有“一两拨千斤”效果。尽管难度很大，但火箭研制人员还是通过种种减肥方法，让长五系列火箭拥有完美身形，在一次次托举“乘客”前往太空时，发挥更大的力量。

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作者：沈竹士 王海露 图/宿东

编辑：赵征南

责任编辑：范兵