長征六號改運載火箭發(fā)射亮點解析

新華社記者宋晨

11月1日，我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征六號改運載火箭，成功將天繪五號衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進入預定軌道，發(fā)射任務獲得圓滿成功。其中星箭均由中國航天科技集團有限公司八院抓總研制。

記者采訪了中國航天科技集團相關專家，對本次發(fā)射的長征六號改運載火箭亮點進行解讀。

11月1日6時50分,我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征六號改運載火箭，成功將天繪五號衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進入預定軌道，發(fā)射任務獲得圓滿成功。新華社發(fā)（鄭斌 攝）

可適應更多任務需求

執(zhí)行本次發(fā)射任務的長征六號改運載火箭是新一代固液捆綁中型運載火箭，700公里太陽同步軌道運載能力不低于4噸。火箭采用模塊化、組合化、系列化發(fā)展途徑，將來可通過助推器的調整形成多種構型，滿足未來衛(wèi)星多樣化的密集發(fā)射需求。

在傳統(tǒng)火箭中，整流罩通常采用金屬材料結構或復合材料蒙皮加金屬加強筋結構，它們的“鋼筋鐵骨”讓火箭整流罩顯得格外沉重，而長征六號改運載火箭整流罩的內部結構卻“另有玄機”。

長征六號改運載火箭副總設計師向長征介紹，本發(fā)火箭采用加長筒段復合材料全透波整流罩，應用水平合罩的總裝技術、線性分離的解鎖方式，使得整流罩的透波性、解鎖可靠性得到了顯著提高。

“復合材料整流罩全方向透波率達到90%以上，這樣就無需再為每一顆衛(wèi)星定制專屬的透波口，既簡化了生產流程，還能使整流罩減重30%左右?！毕蜷L征說。

在減重方面，長征六號改運載火箭在設計之初采用高壓補燃液氧煤油發(fā)動機“氧箱自生增壓”方案。與常規(guī)的氦氣增壓方案相比，氧箱自生增壓方案結構簡單、重量輕，同時還突破雜質氣體冷凝結冰堵塞安全閥內部通道、輸送系統(tǒng)濾網和地面試驗驗證等難題，有效提高系統(tǒng)可靠性。

飛行過程更加可靠

固液捆綁火箭姿態(tài)穩(wěn)定控制是前所未有的挑戰(zhàn)。不同溫度下固體發(fā)動機特性迥異，如何實現(xiàn)推力不同步控制，保證出塔安全、大風區(qū)載荷控制和助推分離穩(wěn)定？

火箭在空中飛行，猶如巨輪遨游在海洋中，控制系統(tǒng)是舵手，指揮航行軌道。對于長征六號改運載火箭而言，需要一個頭腦清晰的“舵手”來作出指令，準確改變航行方向。

“我們始終在尋求控制系統(tǒng)最優(yōu)解?！遍L征六號改運載火箭副總設計師辛高波說，長征六號改運載火箭控制系統(tǒng)實現(xiàn)了架構化升級，不但對可能發(fā)生的故障有超強的適應能力，而且更可靠、更智能。

辛高波介紹，固液聯(lián)合搖擺控制技術、大功率電動伺服控制技術、伺服系統(tǒng)在線故障診斷和重構技術、“三總線”冗余技術、單十表故障診斷及全自主對準技術等，都是研制團隊為長征六號改運載火箭開發(fā)的“最強大腦技術套餐”。

長征六號改運載火箭總指揮兼總設計師洪剛介紹，長征六號改運載火箭在芯級液體發(fā)動機上特別設置了“智能”健康診斷系統(tǒng)，可以時刻監(jiān)控火箭液體發(fā)動機的運行健康狀況。當液體發(fā)動機點火后，一旦出現(xiàn)工作不正常的突發(fā)狀況，健康診斷系統(tǒng)將立刻發(fā)現(xiàn)險情并作出判斷，實施自動緊急關機，固體發(fā)動機不再點火，避免火箭帶著問題和隱患上天。

數(shù)字化技術助力火箭研制

面對日益增長的“火箭入軌高精度”“火箭發(fā)射高可靠性”“火箭短研制周期”等要求，引入數(shù)字化技術是必然趨勢。

向長征介紹，型號團隊在研制過程中應用全三維數(shù)字化設計平臺進行協(xié)同設計，建立了多專業(yè)、多層次的三維數(shù)字化模型，同時結合全周期信息管理平臺，實現(xiàn)產品生產、交付驗收、總裝集成等各個環(huán)節(jié)的數(shù)字化信息傳遞及過程管控，提升火箭研制效率。

“在數(shù)字化環(huán)境下，建立廠房、地面、起吊設備等三維制造資源模型，將已經建立好的各裝配工藝模型放入廠房中，工作人員就像‘拼樂高’一樣輕松完成火箭裝配?！遍L征六號改運載火箭副總指揮李紅兵說。

為快速適應載荷變化，本次任務中型號團隊首次采用多專業(yè)聯(lián)合仿真技術，結合彈道學、力學等多個領域的專業(yè)知識，通過在線仿真來快速設計適應特定任務的火箭。

“通過綜合考慮多個性能指標，可以更好適應不同任務需求，為火箭設計提供了更大靈活性?！敝袊教炜萍技瘓F八院運載領域數(shù)字化總師鄒薇表示。