长二F火箭总设计师讲述一枚全新火箭的诞生(图)


 发布时间:2021-04-16 10:52:14

随着技术阵地厂房大门开启,长征五号运载火箭亮相,通体白色的“长五”火箭威武地站在活动发射平台上,“额头”上的五星红旗和“胸前”的“中国航天”四个大字分外醒目。站成一个大写的“人” 从现场仰拍的瞬间照片中可以看出,火箭站姿发生了变化——“长五”合练箭在活动发射平台上站成了一个大写的“人”。在役火箭都是通过芯级下的腿,支撑火箭站立,而“长五”合练箭的支撑腿在助推器下,相当于站姿由以前的“立正”姿势,变为现在的“叉”开腿站立,姿势显得格外威武。中国航天科技集团一院“长五”合练箭总体副主任设计师牟宇说:“这是因为‘长五’和现役火箭的助推器与芯级捆绑方式不一样,现役火箭采取‘助推器捆绑传力+芯级支撑方案’,而‘长五’则采用‘助推器捆绑传力和支撑方案’。” 牟宇说,这样做的好处是降低“长五”芯级尾段重量,在飞行过程中将质量较大的助推器尾段提前抛掉,可以实现火箭运载能力的提升。6个红房子在“脚下” 从转运拍摄的照片可以看到,有6个红色房子“臣服”脚下,衬得高高大大的“长五”合练箭更加威武。

这6个红房子是“尾端服务塔”,用于保护火箭芯一级液氢加泄连接器,也是“长五”的一大创新点。记者了解到,在役火箭如果在加注准备阶段,遇到突发状况需要停止发射,需要人工卸下连接器,在准备发射前再人工装上。由于液氢容易挥发且不易察觉,稍不注意容易引起爆炸,使得这样的操作也属于危险操作。有了这6个红房子,上述操作将成为历史。芯一级液氢连接器会在发射同时脱落,地面相关装置也会在脱落的瞬间,被6个红房子保护起来,杜绝所有安全隐患。测点是在役火箭3倍多 记者注意到,“长五”火箭全身各个关键部位都有传感器,数量是在役火箭的3倍还多。它们全程为这个威武的“大个子”“把脉”,检测在2.8公里的路途中的所有参数变化。转场当日,地面风速达到5米每秒、50米空中风速达到每秒9米,迎风站立的人后背的衣服被吹得鼓鼓的,现场人员打起电话来,听筒里几乎听不见说话,都是呼呼的风响。不过,“长五”合练箭稳稳地站在活动发射平台上,最大位移不足设计值的10%。

中国航天科技集团一院设计人员杨喜荣说:“根据几百个传感器实施监测的数值,可以判断,‘长五’火箭运输环境、捆绑载荷等适应能力,完全满足要求,风速在20米每秒的环境转场也不会有问题。”(完)。

26日中午在酒泉卫星发射中心“一箭五星”成功发射“珠海一号”02组5颗卫星。中国运载火箭技术研究院表示,此次发射,是中国星座组网同一轨道面发射卫星数量最多的一次,也是“长十一”火箭首次为“珠海一号”星座投资商提供的“太空专车”发射服务。作为中国商业航天领域的探索者和领跑者,“长十一”研制团队依托中国运载火箭技术研究院雄厚的技术实力,针对商业航天市场多元发射需求,不断探索新的服务模式,为客户提供优化组合的发射资源配置等多种产品与服务。“长十一”火箭总指挥杨毅强形象地介绍说,在商业航天领域,“长十一”开创性推出了“太空专车”“太空班车”“太空顺风车”三种发射服务模式,为用户提供星座组网的“太空星网”一站式解决方案。

同时,还推出积分制和会员制等多种合作模式,为中外商业小卫星用户提供定制、众筹、搭载发射服务,为商业小卫星提供更便捷、舒适的搭乘环境。此次“一箭五星”发射,是“长十一”火箭首次为“珠海一号”星座投资商——珠海欧比特宇航科技公司提供“太空专车”服务。“长十一”团队打破传统思路,与卫星方深入开展联合协同设计,最终实现“小身板,大容量”的“一箭五星”布局,并通过多轮技术攻关,成功将卫星与火箭分离的冲击降低至理想状态范围内,为5颗卫星提供了舒适的飞行环境。杨毅强指出,“太空专车”服务不仅要能让“乘客”乘坐舒适,还得让乘客安全有序“下车”,5颗卫星能否在特定区域有序释放,火箭的多星分离控制装置是关键。

对此,“长十一”火箭为本次“一箭五星”发射任务量身定制了多星分离控制装置,可发出28路不同的分离信号,满足一箭多星多样化的发射需求,不仅成功将5颗卫星“乘客”精准送达太空指定位置,也为“长十一”火箭后续星座高效组网发射奠定了基础。(完)。

“天宫一号”发射成功,揭开了我国载人航天工程首次空间交会对接任务的大幕。有着“神箭”之称的长征二号F火箭又承担起了新的历史使命——助力天宫一号目标飞行器和神舟八号无人飞船的“太空相会”。虽然仍被称做“长二F”或被叫做改进型“长二F”,但火箭从外到内焕然一新,在运载能力和入轨精度上均有很大提高。用科研人员的话说:“这完全是一枚全新的火箭”。整流罩用上冯·卡门曲线 中国航天科技集团公司一院火箭总设计师荆木春介绍说,改进型长二F火箭具有发射目标飞行器和飞船的两个状态,运载能力分别为8.6吨和8.1吨,比传统状态的“长二F”提高了0.6吨和0.1吨。由于目标飞行器不载人,发射这一状态的长二F火箭取消了逃逸塔装置。在发射“天宫一号”时,火箭外形上的最大变化是整流罩,不仅长度由先前的10.7米增至12.7米,最大直径也由先前的3.8米增至4.2米,而且头部还采用了流线式的冯·卡门曲线,这也是最吸引公众眼球的重大变化。冯·卡门是美国工程力学大师、航天技术理论的开拓者。冯·卡门曲线是基于他的研究成果而画出的曲线。“整流罩的增大加长,与‘天宫一号’的体积密切相关。‘天宫一号’比神舟飞船的体积大。”荆木春说,“整流罩头部设计采用冯·卡门曲线的意义在于,更好地减小空气阻力,减轻载荷影响。

” 然而,冯·卡门曲线整流罩的生产,却并非如探囊取物般容易,具有很高的技术难度。荆木春解释说;“与以前不同,冯·卡门曲线头部展开之后并不是一个平面,涉及很多复杂的加工工艺以及材料成型的问题。” “长二F”研制团队在进行了一系列艰苦的工艺攻关、论证后,才最终将采用冯·卡门曲线的整流罩从理论变成现实。除了整流罩的外形变化,火箭箭体结构系统的助推器的内部顶端形状也发生了变化,由原来的椭球型变成锥形。荆木春表示:“这样做可以承载更多推进剂,使火箭的运载能力提高100多公斤。这对载人航天工程有着不小的贡献。” 采用两套惯组提高精度 任何一枚火箭在点火升空之后之所以能够按照预定轨迹飞行,并且最终能够精确地将目标送入预定轨道,主要是靠火箭的控制系统来完成整个过程。据荆木春介绍,改进型长二F火箭的控制系统是个全新的系统,从使用的方案、原理、具体设备、软硬件等方面都与传统状态的“长二F”发生了很大变化,相当于给火箭置换了一个全新的“大脑”。惯性测量组合,简称“惯组”,是火箭控制系统的核心,是影响火箭入轨精度的关键部件。和先前的长二F火箭相比,改进型长二F火箭控制系统的一个重大更改是,取消原先的气浮陀螺平台,采用两套惯组作为测量装置。

这样一来,可以更好地满足火箭在俯仰偏航方向上的机动要求。有了上述制导工具,改进型长二F火箭在制导方式上,首次使用了迭代制导技术。这些做法都是为了满足交会对接任务对火箭入轨精度、轨道调整适应性和可靠性等多个方面的要求。不过,首次交会对接任务对“天宫一号”的入轨精度并没有很高要求,但对“神舟八号”的入轨精度要求很高。因此,工程研制人员选择了两套制导方案:当发射目标飞行器时,火箭仅采用摄动制导;当发射飞船时,火箭采用“摄动+迭代”组合制导。记者了解到,在多达170多项的火箭系统技术变化中,重要变化远不止这几项。长二F火箭研制团队还对动力系统、遥测系统和故障检测系统等采取了一系列措施,不断提高火箭的可靠性,而这是个永恒、无止境的过程。(记者 王敏)。

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