我国新一代运载火箭家族再添新成员!昨天17时50分,我国首型固体捆绑中型运载火箭“长征六号改”在太原卫星发射中心成功发射,顺利将浦江二号卫星和天鲲二号卫星送入预定轨道。“长征六号改”运载火箭首飞任务取得圆满成功,实现了我国固体捆绑等一系列技术新突破,推动新一代运载火箭迈向更高效、更智能、更安全。
“长征六号改”(以下简称“长六改”)运载火箭由中国航天科技集团八院(上海航天技术研究院)抓总研制。火箭可通过助推器的调整,形成多种构型,打造运载能力覆盖范围广、性价比高的运载火箭系列,可满足未来卫星多样化的密集发射需求。
固液混动完美搭配
长征系列运载火箭已发射411次,但尚未有固体捆绑火箭的先例。“长六改”运载火箭作为我国第一型“混合动力”的新一代长征系列运载火箭,在技术难度高、系统复杂的航天领域也玩了一把跨界,充分发挥液体发动机性能高、工作时间长和固体发动机推力大、工作可靠、使用维护简单的综合优势。
火箭芯级采用液氧煤油发动机,捆绑了四个固体发动机作为助推器,单枚助推推力可达120吨,刷新了长征系列运载火箭最快“起跑”纪录;借助固体发动机结构相对简单、部组件少、可靠性高、操作维护方便、贮存时间长的优势,“长六改”运载火箭箭上管路系统减少55%、可实现固体助推器在发射场直接安装,并实现捆绑火箭14天快速发射。
“健康管家”智能诊断
为了保证发射任务万无一失,火箭芯一级设置了“智能”健康诊断系统。“点火”指令下达后,芯一级液体发动机先点火,健康诊断系统进入工作模式,一旦出现非正常的突发状况,健康诊断系统将立刻做出判断,实施自动紧急关机,同时助推器的固体发动机将不再点火。
其实,我国的液体运载火箭都有一套紧急关机系统,这套系统通常设置在地面机柜中。这次,“长六改”火箭的设计师们把这套系统搬到了火箭上。这个经集成化、小型化设计后的系统,虽然仅有一本B5书的大小,但其强大的芯片运算能力、快速精准采集发动机参数并实时诊断的本事却不可小觑。在芯级液体发动机点火后的2.5秒,健康诊断系统进入发动机诊断窗口;2.5-2.8秒,在短短的0.3秒内,这位“健康管家”需要在前期收集的大量数据基础上,对发动机的健康状况进行诊断:若监测到发动机存在问题,要在须臾间完成故障发动机自动紧急关机,确保固体助推器不再执行点火程序,真可谓是“最强大脑”。
“无人值守”安全高效
首飞前4小时,在测控发射大厅里,八院“长六改”试验队员正在有序推进火箭发射前的各项加注以及测试工作。与以往不同,此时,前端塔架上所有操作人员早已安全撤离。火箭发射前的所有工作都将通过测控发射大厅实现远程控制。这就是“长六改”火箭无人值守技术带来的发射场景。
“长六改”火箭无人值守技术实现了我国在运载领域的三个“首次”:首次采用自动对接加注技术,可实现远程全流程推进剂自动加注;首次采用零秒脱落技术,火箭箭地连接器在起飞瞬间自动脱落;首次实现推进剂加注开始后,发射场前端无人员值守,有效保障了火箭发射任务的安全性。
实现自动对接加注主要靠“智能机械臂”。八院805所设计师历时4年攻关,通过跨学科钻研,赋予了机械臂自主学习和空间姿态捕获的能力,让它像长了“大脑和眼睛”一样,具备了动态测量、实时跟踪的本事,可以确保在雨、雪、雾等复杂天气环境中准确获取目标位置。
八院“长六改”运载火箭总指挥洪刚介绍,“长六改”运载火箭是八院第一个实现火箭全三维数字模型设计制造的型号。“我们完全取消了以往型号在研制过程中绘制的二维纸质图纸,在生产制造车间配置了高性能终端,总装操作人员可在生产车间随时调用模型查看,设计正确性和生产效率大幅提升。”(记者 叶薇)
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