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中國火箭院:打造空間站的專屬“快遞小哥”

作者:郭倩 2021-06-09 17:34 來源:經(jīng)濟參考報 次閱讀
 
中國火箭院:打造空間站的專屬“快遞小哥”

  5月29日,長征七號遙三火箭將天舟二號貨運飛船準確送入預(yù)定軌道,發(fā)射取得圓滿成功。所謂“兵馬未動、糧草先行”,這次發(fā)射首次實現(xiàn)與空間站的交會對接,將為空間站送去航天員在空間站上所需的生活用品,開展空間科學實驗以及天和核心艙補加的推進劑。而長征七號火箭作為空間站唯一的專屬“快遞小哥”,身上肩負的責任巨大。

  長征七號火箭由中國航天科技集團有限公司所屬中國運載火箭技術(shù)研究院(下稱“火箭院”)抓總研制,是為了滿足中國空間站工程發(fā)射貨運飛船而研制的新一代中型運載火箭,也將成為我國未來航天發(fā)射任務(wù)的“主力軍”。

  長征七號運載火箭試驗隊現(xiàn)場01指揮員、主任設(shè)計師徐利杰表示,本次任務(wù)是長征七號運載火箭的第三次發(fā)射,距離長征七號遙二發(fā)射已經(jīng)過去了4年。在此期間,中國火箭院開展了大量的優(yōu)化改進設(shè)計,通過簡化、優(yōu)化箭上測量系統(tǒng)、優(yōu)化貯箱增壓設(shè)計等130余項改進,使火箭性能更優(yōu),更有利于批量生產(chǎn)和高密度發(fā)射。

  值得一提的是,為了提高火箭的任務(wù)適應(yīng)性,火箭院在長征七號遙三火箭上實現(xiàn)了“零窗口”到“窄窗口”的技術(shù)跨越。徐利杰介紹,發(fā)射窗口是指允許火箭發(fā)射的時間范圍。在我國以往大部分航天發(fā)射任務(wù)中,發(fā)射窗口都是在一個時間段內(nèi)。但由于本次發(fā)射任務(wù)要實現(xiàn)貨運飛船與天和核心艙的交會對接,需要將貨運飛船發(fā)射到天和核心艙所在的空間軌道面,這樣才能保證兩個航天器順利“牽手”,這就要求火箭必須按照預(yù)先計算好的時間,分秒不差的點火升空,也就是“零窗口”。

  “發(fā)射前4分鐘內(nèi),要連續(xù)完成10多個關(guān)鍵動作,比如貯箱增壓、管路排空、連接器脫落、擺桿擺開等一系列復雜動作,哪個環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常都會影響‘零窗口’發(fā)射?!毙炖芙榻B。此前,在長征七號遙二火箭發(fā)射天舟一號貨運飛船時,就實現(xiàn)了“零窗口”發(fā)射。

  雖然已經(jīng)具備了“零窗口”發(fā)射技術(shù),但是為了更好地適應(yīng)故障情況,提高火箭按時發(fā)射的能力,火箭院的型號隊伍首次采用了自動獲取起飛時間進行入軌目標參數(shù)在線迭代修正技術(shù),最終將精確到秒的“零窗口”拓展為2分鐘左右的“窄窗口”。也就是說,如果火箭起飛時間的偏差在2分鐘以內(nèi),火箭就可以根據(jù)起飛時間自行修正飛行軌跡,保證貨運飛船仍然能夠進入核心艙所在的軌道面,提升了長七火箭對發(fā)射任務(wù)的適應(yīng)性。

  長征七號運載火箭是我國新一代中型運載火箭的基本型,以長征七號火箭為基礎(chǔ),衍生出具備高軌發(fā)射能力的長征七號甲火箭。

  徐利杰介紹,隨著兩型火箭技術(shù)方案的完善和性能的穩(wěn)定,長征七號系列火箭可逐步替代我國現(xiàn)役長征運載火箭有關(guān)型號,成為我國未來航天發(fā)射任務(wù)的“主力軍”,執(zhí)行更多的重大發(fā)射任務(wù)。

  在可靠性上,長征七號火箭的設(shè)計可靠性達到0.98,國內(nèi)領(lǐng)先,世界一流。它不僅能在8級大風中轉(zhuǎn)場,還能在雨中發(fā)射,不管“風吹雨打”,都能送載荷精準入軌。依靠智能的長七火箭,既能保證航天員的正常活動,又能保證任務(wù)的順利進行。

  此外,長征七號運載火箭近地軌道運載能力達到14噸,論“力氣”,比傳統(tǒng)燃料的運載火箭多出一半以上,因此它不僅可以實現(xiàn)大型有效載荷的發(fā)射任務(wù),還可以搭配上面級或者二級采用多次啟動技術(shù),實現(xiàn)太陽同步軌道大型有效載荷或多星組網(wǎng)發(fā)射。

  為滿足中國載人空間站工程發(fā)射貨運飛船和未來載人運載火箭更新?lián)Q代的需求,火箭院的研制人員將長七火箭打造成了全數(shù)字化控制火箭。


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