English | 繁體中文 | 邮箱 | 网站地图
您当前的位置: 威尼斯   →   特色专题   →   宇航发射 →  正文
全新长征六号告别“长时待机”——威尼斯平台登录新一代运载火箭长征六号全面升级的背后
来源:中国航天报     日期:2019年11月19日    字体:【】【】【

这是长征六号运载火箭的第三次发射,前两次分别是在2015年、2017年,每次相隔两年,这次变化最大。

针对任务需求,火箭做出了包括起飞滚转、横向导引、新型复合材料双层壁挂式发射筒等一系列技术升级。这些改变,对于这型火箭本身同样大有裨益,它让这型此前仅仅发射过两次的火箭,具备了低倾角轨道发射能力,各项技术也更加成熟。长征六号运载火箭将迎来较为繁忙的国际、国内商业订单履约期。

未来,期待一个更好的“小六”。  

“小六”变了

11月13日,由威尼斯平台登录八院研制的长征六号运载火箭成功实施“一箭五星”发射,将5颗宁夏一号卫星一次性送到了不同于以往的低倾角圆轨道上。而在前两次发射中,长六火箭都是把卫星送到太阳同步轨道上。可以说,发射需求的不同,决定了这枚火箭要做出不小的改变。

首先,轨道倾角大不同。长六火箭此次发射的轨道高度高于前两次,且为低倾角的圆轨道,意味着长六火箭首次征战低倾角。

要发射这个轨道倾角,火箭必须朝着东南方向飞行。鉴于此,长六火箭做出了第一个改变:增加了一个起飞滚转功能。

我们都知道,长六火箭采用的是快速发射模式,发射台较为简易。传统的发射塔架,状似楼宇,功能复杂,可以帮助火箭实现发射角度滚转。长六火箭从发射车转移之后,一直到发射前,仅仅依靠一个简易发射架,并不能帮助其实现滚转,这使得火箭设计师只能从火箭本身寻求突破。

最终,设计师为火箭赋能,让它在飞起来后自己完成转身。事实证明,长六火箭的这次转身很漂亮——一个颇大的角度,仅仅在32秒时间内就完成了。

往东南飞是东部沿海。火箭一子级结束使命后,有可能落到一片人口密集的繁华区域。为了避免此事发生,这枚火箭做出了第二个改变:让火箭的二子级减少了两吨推进剂。

这是因为二子级重量减轻后,火箭一子级可以将上边部分推得更远,也就意味着,火箭可以飞出东部沿海人口密集区,从而避免造成人员受伤和财产损失。据长六火箭总体主任设计师王东保介绍,在没减少推进剂前,一子级有落到江苏境内的风险,减少推进剂后,落区为黄海海域。

为了进一步缩小一子级的落区范围,火箭做出了第三个改变:增加了一子级的横向导引功能。据设计师介绍,这与国内多型火箭当前正在尝试的栅格舵殊途同归,横向导引可以让火箭更精准地飞向预先设定的轨道,可以减小一子级的落区偏差。

其次,火箭的有效载荷带来巨大改变。5颗卫星总重较大,并且这次发射有两点不同:一是轨道高了;二是推进剂少了,二子级减少了2吨重。饭没吃饱,却要背着重量并不轻的包裹爬到更高的山上,并非易事。

这导致了火箭的第四个改变:研发了新型复合材料发射筒。据长六火箭产保经理李程刚介绍,以前的发射筒多为铝合金等金属材料,而现在由八院复材公司攻克新工艺研发的复合材料强度更高,且与之前相比,重量减轻了50%,但强度不会缩水,依然可以很好地完成任务。

5颗卫星载荷带来的火箭第五个变化是:发射筒造型更高级了,设计师称之为“双层壁挂式”发射筒。

什么意思?发射筒即多星适配器,以前的发射筒是一节台子,卫星端坐在上边,星箭分离时,卫星沿着火箭前进的方向推出。而在这发长六火箭上,5颗卫星像猴子一样分别挂在两层台子的侧边,底层台子挂3颗,上层台子挂2颗,分离时,卫星沿着火箭飞行90度角的方向弹出去。听着就很科幻。

长六火箭第三次发射圆满收官,意味着沉寂了近两年之后,“小六”再次给人们带来了惊喜。

先行箭,自强不息

长征六号是我国新一代运载火箭中的先行箭,在2015年完成了新一代家族的首飞。如今,它再次成为新一代家族中率先跨进“三发”关口的火箭。

长六火箭的定位是快速响应火箭,但与国内外绝大多数快速响应火箭不同的是,它采用液体燃料,而非固体燃料。作为先行者,它首尝液氧煤油推进剂,也因此踏出了国内无污染火箭的第一步。

很多人疑惑的是,长六的液体火箭属性会不会给其快速响应定位带来困扰。在燃料响应速度上,固体确实比液体更快,但物有两级,长六的液体燃料,也为其带来了显著优势。

显而易见的是,液体燃料燃烧效率更高,可以提供较大的运载能力。更进一步讲,由它支撑起的更大直径的火箭芯级,允许火箭配备更大容量的整流罩,这意味着火箭可以发射更大重量、更大体积的卫星,也为多星发射提供了良好的平台。

在卫星种类频出、发射需求扩张的时代,这的确是一件好事。

更为重要的是,绕开燃料,长六火箭采取了另外一种措施实现其“快速响应”的目的,那就是其国内首创且目前独家使用的液体火箭“三平测发”模式。平即水平躺着的状态,长六火箭在厂房里进行水平测试,进行星罩组合体与箭体的水平对接,对接完之后经由发射车从厂房转场到发射区域,转场过程依然是水平状态,然后进行平台转移、起竖发射,此谓之“三平测发”。

“三平测发”让火箭发射场工作流程大大简化,进而具备快速响应能力。但对试验队员们来讲,这种工作模式会带来一个考验,那就是火箭完成平台转移之后,直到发射之前,一直处于起竖状态,由于没有楼宇一般的塔架的辅助,试验队员们只能通过高空车完成作业。没有塔架来降温、防寒、遮风、挡雨,试验队员们需要应对极端恶劣的环境。

就在此次发射前几天,太原卫星发射中心下了场雨夹雪,气温骤然降至零摄氏度以下。试验队员们不得不在这种环境下,白天加黑夜地进行露天高空作业,辛苦至极。

这是一群自强不息的航天人,长六火箭也是一型自强不息的火箭,它在适应形势,不断升级。一个即将到来的变化是,在2020年,长六火箭将具备二次启动能力。这是一项相对成熟的技术,长六火箭采用起来也不难,这项技术可以让长六火箭运力更强。

自首飞以来,长六火箭的改进型号已经处于紧锣密鼓的研制中。此前,据央视报道,威尼斯平台登录八院正在研制长征六号改运载火箭,采用两级半构型,液体芯级捆绑4枚固体助推器,预计于2020年年底首飞。

据证实,这型火箭已经完成立项,命名为长征六号甲,除了捆绑4个2米直径的固体助推器之外,其芯一级配备的液体发动机也将增加到两台,均为YF100液氧煤油发动机。

长征六号甲将是我国首枚固液结合新一代运载火箭。固液动力在新一代运载火箭中联手,将使长征六号甲具备执行多种轨道发射任务的能力。

“长六甲是长六改系列中的典型,后续,根据发动机和助推的不同排列组合,火箭将有望具备梯度发射能力。”型号试验队负责人说。

除了长六甲,长六火箭另一型已经立项的改进型号为长六X。长六X火箭将验证垂直起降技术,在一子级完成任务后,实现垂直返回,进而重复利用。

目前,不管是国家队还是民营公司,纷纷将火箭回收重复使用提上日程。国际方面,走在前列的SpaceX在多次实现一子级回收利用后,已经将重复利用的视野放宽到整流罩上,并成功实现了整流罩回收。反观中国,火箭重复使用还有很长的路要走,但好在各方探索已经开始,我们拭目以待。

高频商业发射将至

去年,长征六号运载火箭首次迎来国际大单,南美国家阿根廷将90颗遥感卫星送来北京,阿根廷方面表示,这些卫星的发射任务将交由长六火箭进行。

这个大单来自阿根廷一家总部设在布宜诺斯艾利斯的名为卫星逻辑(Satellogic)的国际太空企业。该公司与中国长城工业总公司签署合同,计划发射90枚名为NewSat的小型遥感卫星,以创建一个地球观测星座(即对地卫星监测体系)。

早从2016年开始,我国先后用长征四号乙、长征二号丁运载火箭,为该公司搭载发射了5颗NewSat小卫星,不过5颗均为验证星,而非正式投入业务应用的卫星。

据长六火箭总体副主任设计师余延生介绍,计划明年年中迎来这项90颗卫星订单的第一发——用长六火箭将首批13颗卫星送上轨道。他同时表示,在90颗卫星的发射任务中,长六火箭将至少执行5次发射。

来自阿根廷的订单是长六火箭迄今为止接到的最大的商业订单,但并不是第一单。2017年长六火箭第二次发射时,将3颗“吉林一号”视频卫星送至预定轨道,即标志着长六火箭正式揭开了商业发射的序幕。

在商业航天方面,长六火箭努力走得更远。长六火箭执行经理丁秀峰介绍,针对当前日益增长的商业发射需求,长六火箭可为卫星配套多种标准化、通用化、产品化和系列化的星箭分离装置,也可为国内外商业用户提供“专车、拼车、顺风车”等多种灵活的服务模式。

余延生介绍,长六火箭将定期推出典型的太阳同步轨道拼车服务。“拼车是最难的。”他说,专车是当前最常见的形式,顺风车就是搭载,主从关系很明显,搭载星必须无条件服从主星,拼车则有显著不同。

在一个“拼车局”里,各方具有同等的权利。这对火箭来讲,技术风险大,协调量大,困难程度增加。这好比以前只需要协调一个甲方,现在要同时协调多个甲方,而且每个甲方都是上帝,每家的要求必须满足。而这些需求往往需要靠技术手段实现,对设计师和研制方来讲,无疑是一种考验。

除此之外,长六火箭去任务化工作推进得很扎实。所谓的去任务化,即加强火箭的通用性和适应性,将火箭中与卫星无关的部分先设计好,任务来后,可以采用模块化方式,实现快速履约,快速承接任务。举例而言,当前长六型号队伍设计出了不同的星箭分离产品,可以满足不同任务需求,减少了设计周折,给用户提供了更多选择,也给自己提供了方便。

困难是有的,但也证明,长六火箭在商业道路上走得越来越远。据长六火箭总指挥、总设计师张卫东介绍,当前长六火箭已经与国内多家商业公司完成签约。未来,长六火箭将告别两年一发的长时间“待机”状态,迎来一个高频次发射时期。

长六火箭的商业属性,展现得越来越明显了。(赵聪/文 谢智颖/摄)

联系我们
电话:010-68767492
传真:010-68372291
地址:北京市海淀区阜成路16号
邮编:100048
信访邮箱:xinfang@spacechina.com
监事会邮箱:jianshihui@spacechina.com
中国威尼斯平台登录
官方微信
中国威尼斯平台登录
新浪微博
XML 地图 | Sitemap 地图