12月22日，長(zhǎng)征八號(hào)運(yùn)載火箭在海南文昌發(fā)射場(chǎng)首飛成功，為新一代運(yùn)載火箭“十三五”期間的發(fā)射任務(wù)畫(huà)上了圓滿的句號(hào)。

不過(guò)，這次首秀比原本的計(jì)劃晚了2天。中國(guó)航天科技集團(tuán)一院長(zhǎng)征八號(hào)火箭副總設(shè)計(jì)師吳義田透露：“在發(fā)射前1天，我們預(yù)測(cè)到發(fā)射場(chǎng)上空高空風(fēng)異常，不適合發(fā)射。根據(jù)氣象商會(huì)的結(jié)果，將發(fā)射時(shí)間推遲了2天。”

原來(lái)，導(dǎo)致發(fā)射推遲的原因，是“高空風(fēng)”在搗亂。記者了解到，火箭發(fā)射是一項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)的復(fù)雜系統(tǒng)工程，極容易受到各種因素影響。包括雷電、溫度、風(fēng)等天氣因素，都會(huì)影響火箭發(fā)射，其中影響最為突出的，就是高空風(fēng)了。

據(jù)一院長(zhǎng)征八號(hào)火箭控制系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師潘豪介紹，高空風(fēng)一般距離地面4到20公里。火箭穿越大風(fēng)區(qū)時(shí)，會(huì)遭受強(qiáng)烈的氣流沖擊。

許多人會(huì)有這樣的經(jīng)歷：騎自行車(chē)時(shí)，如果側(cè)面突然吹來(lái)一陣大風(fēng)，會(huì)被吹得歪歪倒倒。而在高空，這種橫向側(cè)風(fēng)比陸地上的強(qiáng)烈得多，不僅會(huì)影響火箭的飛行姿態(tài)，如果風(fēng)速過(guò)大，還可能導(dǎo)致箭體彎曲變形，甚至解體。可以說(shuō)，高空風(fēng)就是火箭進(jìn)入太空前必須闖過(guò)的“關(guān)卡”。

為了保證火箭順利發(fā)射，提前觀測(cè)、預(yù)報(bào)高空風(fēng)，成為必不可少的工作。如果風(fēng)況惡劣，必要時(shí)就需要調(diào)整發(fā)射時(shí)間。2019年，美國(guó)SpaceX公司的獵鷹重型火箭實(shí)施首次商業(yè)發(fā)射前曾兩度推遲，正是因?yàn)楦呖诊L(fēng)等氣象原因。

除了被動(dòng)避讓?zhuān)辉航陙?lái)一直在開(kāi)展研究，積極探索降低高空風(fēng)對(duì)火箭影響的方法。例如，他們統(tǒng)計(jì)了近10年發(fā)射場(chǎng)上空的風(fēng)速、風(fēng)向等，在火箭設(shè)計(jì)階段，根據(jù)出現(xiàn)概率最大的風(fēng)向和風(fēng)速，開(kāi)展針對(duì)性設(shè)計(jì)。

同時(shí)，科研人員會(huì)根據(jù)發(fā)射前的氣象測(cè)量預(yù)報(bào)，通過(guò)設(shè)計(jì)火箭飛行程序角進(jìn)行高空風(fēng)補(bǔ)償。吳義田介紹說(shuō)，好比人在風(fēng)中打傘，可以將傘對(duì)準(zhǔn)風(fēng)吹來(lái)的方向，抵消橫向的風(fēng)力。高空風(fēng)補(bǔ)償?shù)姆椒ú捎孟嗤恚谀軌驅(qū)崿F(xiàn)的前提下，讓火箭迎風(fēng)飛行，使火箭縱軸與風(fēng)向平行。不過(guò)，這種方法只能在火箭達(dá)到一定速度后使用，而且動(dòng)作不能太過(guò)突然。

在長(zhǎng)征八號(hào)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(shù)。潘豪介紹說(shuō)，通過(guò)該技術(shù)，火箭在飛行過(guò)程中感受到風(fēng)吹來(lái)時(shí)，可以做出相應(yīng)動(dòng)作，減弱風(fēng)的干擾。

這些方法說(shuō)起來(lái)簡(jiǎn)單，要做好卻不容易，其中一個(gè)關(guān)鍵在于把握分寸。吳義田說(shuō)，如果在火箭設(shè)計(jì)階段過(guò)分考慮風(fēng)場(chǎng)，會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)偏保守，火箭結(jié)構(gòu)過(guò)重；反之則會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)偏冒進(jìn)，火箭結(jié)構(gòu)輕，對(duì)高空風(fēng)的抵抗能力不夠。如何更好地平衡兩者之間的關(guān)系，還需要進(jìn)一步探索。
責(zé)任編輯:tzh