长征六号改运载火箭发射亮点解析

2023-11-02 09:54:55     来源:新华社

新华社记者宋晨

11月1日,我国在太原卫星发射中心使用长征六号改运载火箭,成功将天绘五号卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。其中星箭均由中国航天科技集团有限公司八院抓总研制。

记者采访了中国航天科技集团相关专家,对本次发射的长征六号改运载火箭亮点进行解读。

11月1日6时50分,我国在太原卫星发射中心使用长征六号改运载火箭,成功将天绘五号卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。新华社发(郑斌 摄)

可适应更多任务需求

执行本次发射任务的长征六号改运载火箭是新一代固液捆绑中型运载火箭,700公里太阳同步轨道运载能力不低于4吨。火箭采用模块化、组合化、系列化发展途径,将来可通过助推器的调整形成多种构型,满足未来卫星多样化的密集发射需求。

在传统火箭中,整流罩通常采用金属材料结构或复合材料蒙皮加金属加强筋结构,它们的“钢筋铁骨”让火箭整流罩显得格外沉重,而长征六号改运载火箭整流罩的内部结构却“另有玄机”。

长征六号改运载火箭副总设计师向长征介绍,本发火箭采用加长筒段复合材料全透波整流罩,应用水平合罩的总装技术、线性分离的解锁方式,使得整流罩的透波性、解锁可靠性得到了显著提高。

“复合材料整流罩全方向透波率达到90%以上,这样就无需再为每一颗卫星定制专属的透波口,既简化了生产流程,还能使整流罩减重30%左右。”向长征说。

在减重方面,长征六号改运载火箭在设计之初采用高压补燃液氧煤油发动机“氧箱自生增压”方案。与常规的氦气增压方案相比,氧箱自生增压方案结构简单、重量轻,同时还突破杂质气体冷凝结冰堵塞安全阀内部通道、输送系统滤网和地面试验验证等难题,有效提高系统可靠性。

飞行过程更加可靠

固液捆绑火箭姿态稳定控制是前所未有的挑战。不同温度下固体发动机特性迥异,如何实现推力不同步控制,保证出塔安全、大风区载荷控制和助推分离稳定?

火箭在空中飞行,犹如巨轮遨游在海洋中,控制系统是舵手,指挥航行轨道。对于长征六号改运载火箭而言,需要一个头脑清晰的“舵手”来作出指令,准确改变航行方向。

“我们始终在寻求控制系统最优解。”长征六号改运载火箭副总设计师辛高波说,长征六号改运载火箭控制系统实现了架构化升级,不但对可能发生的故障有超强的适应能力,而且更可靠、更智能。

辛高波介绍,固液联合摇摆控制技术、大功率电动伺服控制技术、伺服系统在线故障诊断和重构技术、“三总线”冗余技术、单十表故障诊断及全自主对准技术等,都是研制团队为长征六号改运载火箭开发的“最强大脑技术套餐”。

长征六号改运载火箭总指挥兼总设计师洪刚介绍,长征六号改运载火箭在芯级液体发动机上特别设置了“智能”健康诊断系统,可以时刻监控火箭液体发 动机的运行健康状况。当液体发动机点火后,一旦出现工作不正常的突发状况,健康诊断系统将立刻发现险情并作出判断,实施自动紧急关机,固体发动机不再点 火,避免火箭带着问题和隐患上天。

数字化技术助力火箭研制

面对日益增长的“火箭入轨高精度”“火箭发射高可靠性”“火箭短研制周期”等要求,引入数字化技术是必然趋势。

向长征介绍,型号团队在研制过程中应用全三维数字化设计平台进行协同设计,建立了多专业、多层次的三维数字化模型,同时结合全周期信息管理平台,实现产品生产、交付验收、总装集成等各个环节的数字化信息传递及过程管控,提升火箭研制效率。

“在数字化环境下,建立厂房、地面、起吊设备等三维制造资源模型,将已经建立好的各装配工艺模型放入厂房中,工作人员就像‘拼乐高’一样轻松完成火箭装配。”长征六号改运载火箭副总指挥李红兵说。

为快速适应载荷变化,本次任务中型号团队首次采用多专业联合仿真技术,结合弹道学、力学等多个领域的专业知识,通过在线仿真来快速设计适应特定任务的火箭。

“通过综合考虑多个性能指标,可以更好适应不同任务需求,为火箭设计提供了更大灵活性。”中国航天科技集团八院运载领域数字化总师邹薇表示。


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