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长征八号首秀缘何推迟？原来是高空风捣乱
12月22日，长征八号运载火箭在海南文昌发射场首飞成功，为新一代运载火箭“十三五”期间的发射任务画上了圆满的句号。
不过，这次首秀比原本的计划晚了2天。中国航天科技集团一院长征八号火箭副总设计师吴义田透露：“在发射前1天，我们预测到发射场上空高空风异常，不适合发射。根据气象商会的结果，将发射时间推迟了2天。”
图源见水印
原来，导致发射推迟的原因，是“高空风”在捣乱。记者了解到，火箭发射是一项高风险的复杂系统工程，极容易受到各种因素影响。包括雷电、温度、风等天气因素，都会影响火箭发射，其中影响最为突出的，就是高空风了。
据一院长征八号火箭控制系统主任设计师潘豪介绍，高空风一般距离地面4到20公里。火箭穿越大风区时，会遭受强烈的气流冲击。
许多人会有这样的经历：骑自行车时，如果侧面突然吹来一阵大风，会被吹得歪歪倒倒。而在高空，这种横向侧风比陆地上的强烈得多，不仅会影响火箭的飞行姿态，如果风速过大，还可能导致箭体弯曲变形，甚至解体。可以说，高空风就是火箭进入太空前必须闯过的“关卡”。
为了保证火箭顺利发射，提前观测、预报高空风，成为必不可少的工作。如果风况恶劣，必要时就需要调整发射时间。2019年，美国SpaceX公司的猎鹰重型火箭实施首次商业发射前曾两度推迟，正是因为高空风等气象原因。
除了被动避让，一院近年来一直在开展研究，积极探索降低高空风对火箭影响的方法。例如，他们统计了近10年发射场上空的风速、风向等，在火箭设计阶段，根据出现概率最大的风向和风速，开展针对性设计。
同时，科研人员会根据发射前的气象测量预报，通过设计火箭飞行程序角进行高空风补偿。吴义田介绍说，好比人在风中打伞，可以将伞对准风吹来的方向，抵消横向的风力。高空风补偿的方法采用相同原理，在能够实现的前提下，让火箭迎风飞行，使火箭纵轴与风向平行。不过，这种方法只能在火箭达到一定速度后使用，而且动作不能太过突然。
在长征八号火箭上，科研人员还采用了一些新方法，例如自主抗干扰控制技术。潘豪介绍说，通过该技术，火箭在飞行过程中感受到风吹来时，可以做出相应动作，减弱风的干扰。
这些方法说起来简单，要做好却不容易，其中一个关键在于把握分寸。吴义田说，如果在火箭设计阶段过分考虑风场，会导致设计偏保守，火箭结构过重；反之则会导致设计偏冒进，火箭结构轻，对高空风的抵抗能力不够。如何更好地平衡两者之间的关系，还需要进一步探索。
（高崇芮 科技日报记者 付毅飞）
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- 责任编辑: 林铃锦
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