【資料圖】
“在長征八號(hào)基礎(chǔ)型火箭的基礎(chǔ)上,長八甲火箭從方案設(shè)計(jì)到首飛,僅耗時(shí)28個(gè)月,創(chuàng)造了中型運(yùn)載火箭研制的‘中國速度’。”中國航天科技集團(tuán)一院相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,作為長征八號(hào)的“升級(jí)版”,長八甲火箭通過模塊化組合與新材料應(yīng)用,在不增加硬件成本的前提下,運(yùn)載能力提升了55%,并構(gòu)建起太陽同步軌道3噸、5噸和7噸級(jí)的運(yùn)載能力梯隊(duì),可滿足未來主流中低軌道載荷發(fā)射需求。
除了“力氣大”,針對(duì)商業(yè)發(fā)射場(chǎng)緊湊的工位布局與嚴(yán)苛的成本控制,長八甲火箭還“使出十八般武藝”。
在商業(yè)發(fā)射場(chǎng)的新工位設(shè)計(jì)中,火箭與發(fā)射塔架的距離較傳統(tǒng)工位顯著縮小,可能存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)。“我們顛覆傳統(tǒng)‘減小漂移’的思路,在飛控系統(tǒng)中首創(chuàng)‘起飛主動(dòng)漂移控制’技術(shù)。”該負(fù)責(zé)人告訴記者,當(dāng)火箭點(diǎn)火離架瞬間,通過系統(tǒng)主動(dòng)控制,可自主生成橫向控制量,使其平穩(wěn)向遠(yuǎn)離塔架方向漂移,從源頭消除碰撞隱患。
為滿足商業(yè)發(fā)射的成本訴求,長八甲火箭工程應(yīng)用“過冷液氧加注”技術(shù),通過深度降低液氧溫度提高密度,同等容積貯箱可承載更多燃料,實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)推力增強(qiáng),運(yùn)載能力提升約10%。同時(shí),用鋰離子電池全面替代傳統(tǒng)鋅銀電池,不僅壽命長、免維護(hù),解決了鋅銀電池“僅數(shù)周壽命、飛行前需更換”的問題,而且大幅降低了測(cè)試成本與狀態(tài)切換風(fēng)險(xiǎn)。
此外,長八甲火箭團(tuán)隊(duì)還創(chuàng)新研制出3.35米直徑通用氫氧末級(jí),可搭配5.2米直徑整流罩,使其整流罩“腦袋”與末級(jí)“脖子”的直徑比達(dá)到1.55,創(chuàng)長征系列火箭該比值之最。雖然“大腦袋”能為衛(wèi)星提供更大的裝載空間,但是這種特殊比例卻打破傳統(tǒng)火箭的氣動(dòng)布局平衡,在高空風(fēng)作用下容易晃動(dòng),“脖子”難以有效緩沖和分散頭部晃動(dòng)帶來的應(yīng)力,從而引發(fā)結(jié)構(gòu)破損,導(dǎo)致飛行任務(wù)失敗。
如何解決這一飛行穩(wěn)定性問題?“研究發(fā)現(xiàn),讓火箭以迎風(fēng)姿態(tài)飛行,可大幅降低氣流橫向剪切力。”該負(fù)責(zé)人介紹,研制團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新提出自主姿態(tài)調(diào)整策略,即在飛行過程中,系統(tǒng)主動(dòng)控制火箭滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),使其整體平面迎風(fēng),通過兩側(cè)助推器的控制力來抵御風(fēng)干擾——“這些創(chuàng)新措施不僅解決了穩(wěn)定性問題,還提高了火箭在惡劣天氣下的發(fā)射概率”。
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