中國航天蛇年首發(fā)告捷，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)低軌02組衛(wèi)星成功發(fā)射 長(zhǎng)征八號(hào)改運(yùn)載火箭首飛成功

中國航天蛇年首發(fā)告捷。2月11日17時(shí)30分，我國在文昌航天發(fā)射場(chǎng)使用長(zhǎng)征八號(hào)改運(yùn)載火箭，成功將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)低軌02組衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功。

此次任務(wù)是長(zhǎng)征八號(hào)系列運(yùn)載火箭新構(gòu)型的首飛，也是長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭的第559次飛行。長(zhǎng)征八號(hào)改運(yùn)載火箭由中國航天科技集團(tuán)有限公司所屬中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院（以下簡(jiǎn)稱火箭院）抓總研制。此次首飛成功的長(zhǎng)征八號(hào)改運(yùn)載火箭有何特點(diǎn)？面向商業(yè)市場(chǎng)，長(zhǎng)征八號(hào)系列運(yùn)載火箭會(huì)有什么不同？對(duì)此，長(zhǎng)征八號(hào)系列運(yùn)載火箭總設(shè)計(jì)師宋征宇進(jìn)行了解讀。

關(guān)注1

長(zhǎng)征八號(hào)改運(yùn)載火箭的運(yùn)載能力如何？

宋征宇介紹，長(zhǎng)征八號(hào)改運(yùn)載火箭是在長(zhǎng)征八號(hào)運(yùn)載火箭基礎(chǔ)上，針對(duì)未來中低軌道巨型星座組網(wǎng)發(fā)射需求改進(jìn)研制而成的。

長(zhǎng)征八號(hào)改運(yùn)載火箭創(chuàng)新地將衛(wèi)星支架、轉(zhuǎn)接框、儀器艙的功能整合到一個(gè)多功能艙內(nèi)，成功減重200公斤，提高了火箭運(yùn)載效率。這種集成式設(shè)計(jì)方法在火箭結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用，在國內(nèi)尚屬首次。

該火箭沿用了長(zhǎng)八火箭的芯一級(jí)和助推器，芯二級(jí)為新研制的3.35米直徑通用氫氧末級(jí)，可選配5.2米、4.2米直徑整流罩，本次使用的是5.2米直徑整流罩。它也是首次使用3.35米直徑通用氫氧末級(jí)搭配5.2米直徑整流罩構(gòu)型的火箭。從外形上看，火箭“腦袋更大”，可為衛(wèi)星提供更大的乘坐空間，適應(yīng)更多種類和更大體積的衛(wèi)星，任務(wù)適應(yīng)性更強(qiáng)。

后續(xù)，3.35米直徑通用氫氧末級(jí)將作為成熟模塊，供其他型號(hào)火箭選用，有力提升長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭運(yùn)載能力和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

型號(hào)隊(duì)伍還開展了國內(nèi)10年來首次氫氧模塊動(dòng)力系統(tǒng)試車和30年來首次共底模塊動(dòng)力系統(tǒng)試車，驗(yàn)證了長(zhǎng)征八號(hào)改運(yùn)載火箭低溫推進(jìn)劑加注后推遲24小時(shí)發(fā)射的能力。

長(zhǎng)征八號(hào)改運(yùn)載火箭700公里太陽同步軌道運(yùn)載能力達(dá)到7噸級(jí)，可以覆蓋未來主流軌道任務(wù)載荷的發(fā)射需求。它與長(zhǎng)八火箭基本型、無助推器串聯(lián)構(gòu)型共同組成長(zhǎng)八系列火箭，形成了太陽同步軌道3噸、5噸、7噸級(jí)的運(yùn)載能力梯隊(duì)，有力提升了我國中低軌道衛(wèi)星組網(wǎng)發(fā)射能力。

關(guān)注2

長(zhǎng)征八號(hào)改運(yùn)載火箭有哪些技術(shù)特點(diǎn)？

相較于長(zhǎng)征八號(hào)運(yùn)載火箭，長(zhǎng)征八號(hào)改運(yùn)載火箭的主要特點(diǎn)是運(yùn)載能力更大、整流罩尺寸增大，并進(jìn)一步提升可靠性，將現(xiàn)有的3米直徑氫氧末級(jí)升級(jí)為3.35米直徑，同時(shí)提升發(fā)動(dòng)機(jī)性能，在增壓輸送系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)、電氣系統(tǒng)等方面突破了一系列關(guān)鍵技術(shù)。

宋征宇表示，目前中國僅有3米直徑氫氧共底貯箱的研制經(jīng)驗(yàn)。由于基底結(jié)構(gòu)為非完全密封的空腔，若出現(xiàn)推進(jìn)劑緊急泄出情況，共底溫度回升會(huì)導(dǎo)致回吸的空氣膨脹，存在共底結(jié)構(gòu)受到破壞的風(fēng)險(xiǎn)。長(zhǎng)征八號(hào)改運(yùn)載火箭氫氧末級(jí)共底貯箱采用了新型結(jié)構(gòu)，在保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度剛度的同時(shí)，減化了工作流程、提升了工作效率。

同時(shí)，為提高全箭的運(yùn)載能力，在保證工作可靠性的前提下，需在現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)YF-75D真空推力9噸的基礎(chǔ)上提升至10噸。這使得發(fā)動(dòng)機(jī)組件載荷水平和渦輪泵轉(zhuǎn)速普遍升高，研制隊(duì)伍開展仿真分析及驗(yàn)證試驗(yàn)，并采取相應(yīng)措施，確保發(fā)動(dòng)機(jī)的適應(yīng)性，并具有一定的工作裕度。

此外，長(zhǎng)征八號(hào)改運(yùn)載火箭采用的雙余度電靜壓伺服機(jī)構(gòu)（EHA）由火箭院所屬北京精密機(jī)電控制設(shè)備研究所研制，相較傳統(tǒng)產(chǎn)品更可靠、更輕、更小、使用更方便，是國內(nèi)外運(yùn)載火箭上首次應(yīng)用此技術(shù)。

伺服系統(tǒng)相當(dāng)于汽車的“方向盤”，起到推力矢量控制的重要作用，電靜壓伺服機(jī)構(gòu)與傳統(tǒng)電液伺服機(jī)構(gòu)相比，組件更少、配套簡(jiǎn)化，有利于滿足大批量生產(chǎn)、驗(yàn)收、交付的需求，且易于實(shí)施多余度控制，雙伺服電機(jī)泵并聯(lián)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)最大功率輸出，單伺服電機(jī)泵工作時(shí)亦可滿足基本搖擺功能需求，具有較高的可靠性和安全性。

關(guān)注3

通用氫氧末級(jí)模塊為何能提升火箭推力？

此次任務(wù)，火箭院抓總研制的通用氫氧末級(jí)模塊實(shí)現(xiàn)了首次飛行。據(jù)火箭院劉立冬介紹，長(zhǎng)征八號(hào)改運(yùn)載火箭二子級(jí)暨通用氫氧末級(jí)箭體直徑3.35米，配置氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)，具備雙向搖擺、兩次起動(dòng)能力，采用共底貯箱。

通用氫氧末級(jí)的研制起始于2017年，火箭院面向“先進(jìn)性、低成本、高可靠、易操作”的市場(chǎng)需求，按照“模塊化、組合化、系列化”研制思路，以提升技術(shù)水平、任務(wù)適應(yīng)性和培養(yǎng)人才為目標(biāo)，啟動(dòng)了前期論證和相關(guān)技術(shù)攻關(guān)工作。2022年8月，長(zhǎng)征八號(hào)甲運(yùn)載火箭啟動(dòng)研制，二子級(jí)明確采用通用氫氧末級(jí)方案。

為什么設(shè)計(jì)通用氫氧末級(jí)？據(jù)介紹，以液氫、液氧為燃料的火箭末級(jí)具有比沖高的特點(diǎn)，使火箭能夠以較少的燃料獲得比較大的推力，是目前我國掌握的比沖比較高的推進(jìn)劑。

在我國新一代中型運(yùn)載火箭型譜規(guī)劃中，未來中高軌運(yùn)載火箭主要構(gòu)型均采用氫氧末級(jí)。在通用氫氧末級(jí)出現(xiàn)前，我國僅有直徑為3米的氫氧末級(jí)，從箭體直徑、動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化方面已不能滿足我國新一代中型運(yùn)載火箭的發(fā)展需求。

選擇氫氧末級(jí)這一模塊進(jìn)行通用化設(shè)計(jì)，可滿足后續(xù)我國新一代中型火箭統(tǒng)一產(chǎn)品規(guī)格，提升模塊級(jí)產(chǎn)品化程度，提升生產(chǎn)效率、進(jìn)一步降低成本?！巴ㄓ脷溲跄┘?jí)的末級(jí)結(jié)構(gòu)效率接近0.87，這一數(shù)值在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平?！眲⒘|說。

在通用氫氧末級(jí)的研制過程中，火箭院采用了總體一體化設(shè)計(jì)技術(shù)，針對(duì)產(chǎn)品需要適應(yīng)基于多個(gè)型號(hào)的接口及功能，對(duì)電氣、機(jī)械、氣液、箭地等接口采用了通用型設(shè)計(jì)。優(yōu)化了各系統(tǒng)功能，在滿足功能前提下，合并統(tǒng)一單機(jī)接口、優(yōu)化生產(chǎn)流程、簡(jiǎn)化工藝狀態(tài)，采用大直徑氫氧共底貯箱以適應(yīng)大規(guī)模批產(chǎn)設(shè)計(jì)。

劉立東介紹，此次任務(wù)不僅驗(yàn)證了火箭院3.35米直徑通用氫氧末級(jí)共底貯箱設(shè)計(jì)方案的可行性，還為未來火箭院新型號(hào)研制奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

關(guān)注4

長(zhǎng)征八號(hào)系列運(yùn)載火箭將如何持續(xù)創(chuàng)新？

宋征宇表示，長(zhǎng)征八號(hào)系列運(yùn)載火箭通過持續(xù)不斷的技術(shù)創(chuàng)新和可靠性成果的工程應(yīng)用，提升火箭的綜合技術(shù)性能。后續(xù)結(jié)合商業(yè)發(fā)射工位的應(yīng)用，將開展快速測(cè)發(fā)、面向商業(yè)市場(chǎng)改進(jìn)等工作，進(jìn)一步提高火箭的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

據(jù)他透露，長(zhǎng)征八號(hào)系列運(yùn)載火箭在商業(yè)發(fā)射工位將采用“改進(jìn)型三垂”快速測(cè)發(fā)模式，既能滿足7天至10天快速測(cè)發(fā)需求，也可與其他中型火箭發(fā)射工位實(shí)現(xiàn)兼容，增大在不同工位實(shí)現(xiàn)發(fā)射的能力。

火箭在總測(cè)區(qū)垂直狀態(tài)測(cè)試完成后，可以多發(fā)火箭垂直狀態(tài)存儲(chǔ)，處于“待發(fā)”狀態(tài)，隨時(shí)可轉(zhuǎn)場(chǎng)至發(fā)射區(qū)進(jìn)行測(cè)試發(fā)射，滿足快速發(fā)射需求，這種發(fā)射模式降低了發(fā)射區(qū)建設(shè)規(guī)模，縮短了發(fā)射準(zhǔn)備時(shí)間，進(jìn)一步提高了高密度發(fā)射和快速響應(yīng)發(fā)射的能力。

針對(duì)面向商業(yè)市場(chǎng)的設(shè)計(jì)方案，他介紹，長(zhǎng)征八號(hào)系列運(yùn)載火箭在零組部件大規(guī)模高效生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，將大力推進(jìn)脈動(dòng)裝配生產(chǎn)線。這也是復(fù)雜大型裝配提高效率和降低成本的必然趨勢(shì)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造方面，箱底傳統(tǒng)上采用瓜瓣拼焊制造工藝，該工藝周期長(zhǎng)、焊接要求高。改用箱底整體成型工藝，產(chǎn)品一致性好，加工周期縮短近80%，焊縫數(shù)量大幅減少，對(duì)提升高可靠性有很大幫助。此外，在綜合電子方面，通過電氣系統(tǒng)的功能融合和資源整合，可以進(jìn)一步降低產(chǎn)品成本。（記者 張建林）

來源：千龍網(wǎng)

轉(zhuǎn)載時(shí)間：2025-02-13

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