長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭西昌首飛取得哪些突破

2月20日5時(shí)07分，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭，采取“一箭四星”方式，成功將新技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星C星、D星、E星、F星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道。

　　首次實(shí)施四星串并聯(lián)發(fā)射布局、入軌精度提高近一倍、首次使用新型測(cè)發(fā)控一體化設(shè)備……這是長(zhǎng)征二號(hào)丁火箭首次在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心執(zhí)行任務(wù)，任務(wù)團(tuán)隊(duì)克服疫情帶來(lái)的挑戰(zhàn)，圓滿完成發(fā)射任務(wù)的同時(shí)，取得一系列技術(shù)突破。

　　“一箭四星” 首次實(shí)施四星串并聯(lián)發(fā)射布局

　　本次發(fā)射任務(wù)所搭載的四顆星來(lái)自不同衛(wèi)星廠家，“高矮胖瘦”各不相同，為確?！按虻脛?dòng)”，又能“放得下”“放得穩(wěn)”，本次發(fā)射首次實(shí)施了四星串并聯(lián)的發(fā)射布局。

　　“為了能放得下它們，我們前前后后和衛(wèi)星方迭代了近20輪?！焙教炜萍技瘓F(tuán)八院805所總體副主任設(shè)計(jì)師楊勇說(shuō)。

　　這一次的構(gòu)型主要采用“兩艙串聯(lián)+上層并聯(lián)”四星串并聯(lián)方式，通過(guò)在整流罩和箭體之間增加一個(gè)過(guò)渡艙放置最重最大的一顆衛(wèi)星，這不僅能保持該衛(wèi)星處于一個(gè)較好的力學(xué)環(huán)境之中，還能減輕其余衛(wèi)星的構(gòu)型壓力。

　　即便安置好了最重最大的一顆衛(wèi)星，其余三顆也不容小覷。為了使其余三顆衛(wèi)星盡可能互不影響，又要使重量偏置較小，新設(shè)計(jì)了三星并聯(lián)支承艙，用一種內(nèi)外艙加分體式梁的構(gòu)型替代了原先慣用的整體“井字”梁構(gòu)型，并為每顆衛(wèi)星設(shè)計(jì)了專(zhuān)用“座椅”——轉(zhuǎn)接環(huán)，讓衛(wèi)星能夠穩(wěn)定地“坐”在支承艙上。

　　同時(shí)，為使三顆星并聯(lián)后的星間距和星罩間距滿足要求，還采用了“錯(cuò)層”布局方式?！耙郧靶吞?hào)從來(lái)沒(méi)采用過(guò)這種衛(wèi)星布局和火箭構(gòu)型，也曾擔(dān)心帶來(lái)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、氣動(dòng)等問(wèn)題，但在大量的仿真和真實(shí)試驗(yàn)后，表明該構(gòu)型是可靠的?！毙吞?hào)副總設(shè)計(jì)師馮淑紅說(shuō)。

　　精準(zhǔn)控制 入軌精度提高近一倍

　　根據(jù)衛(wèi)星任務(wù)要求，本發(fā)火箭入軌精度指標(biāo)提高了近一倍。“好比駕照考試，原先的要求是倒車(chē)入庫(kù)左右距離在10厘米以?xún)?nèi)，而今要求在5厘米以?xún)?nèi)?！遍L(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭總體副主任設(shè)計(jì)師郝釧釧表示，指標(biāo)提高近一倍，但任務(wù)難度增加的卻不止一倍。

　　運(yùn)載火箭入軌精度由控制系統(tǒng)保證。長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭控制系統(tǒng)隨著其核心單機(jī)產(chǎn)品大平臺(tái)、小平臺(tái)、捷聯(lián)慣組的迭代更新，其控制精度始終在不斷提升。目前使用的八表光纖慣組產(chǎn)品已是性能最優(yōu)的產(chǎn)品，如何進(jìn)一步提升入軌精度？無(wú)疑是一次挑戰(zhàn)。

　　“為了滿足任務(wù)要求，我們選取了多套慣組產(chǎn)品，并進(jìn)行了數(shù)百次的入軌精度制導(dǎo)仿真，最終優(yōu)選了一套經(jīng)仿真能夠滿足入軌精度要求，且數(shù)據(jù)最穩(wěn)定的慣組產(chǎn)品。有效保證了火箭最終的入軌精度。”長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭控制系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師石志華說(shuō)。

　　據(jù)負(fù)責(zé)光纖慣組產(chǎn)品研制的設(shè)計(jì)師陳珊介紹，團(tuán)隊(duì)仍在進(jìn)行新一代光纖慣組產(chǎn)品的研制，其精度高于八表慣組，且單臺(tái)產(chǎn)品即可實(shí)現(xiàn)故障重構(gòu)、確保系統(tǒng)冗余。該產(chǎn)品的應(yīng)用有望進(jìn)一步提高火箭精度。

　　與此同時(shí)，為確保火箭殘骸“指哪兒落哪兒”，控制系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)通過(guò)充分的調(diào)研論證，選擇了一種對(duì)全箭影響最小的落點(diǎn)控制方法，即一級(jí)增加導(dǎo)引控制。該方案既無(wú)需進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)，也無(wú)需新增箭上產(chǎn)品，只需要在火箭一級(jí)主動(dòng)段飛行時(shí)實(shí)時(shí)調(diào)整火箭導(dǎo)引量，即可實(shí)現(xiàn)一級(jí)落點(diǎn)控制。

　　告別“一把鑰匙開(kāi)一把鎖” 新型測(cè)發(fā)控一體化設(shè)備首次使用

　　這是長(zhǎng)征二號(hào)丁火箭首次在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心執(zhí)行任務(wù)，這意味著本次任務(wù)將要在前期做很多準(zhǔn)備工作來(lái)確?？焖龠m應(yīng)新環(huán)境。

　　“這一次采用了一套新型地面一體化測(cè)發(fā)控設(shè)備，不僅是因?yàn)樾禄匦枰惶仔碌脑O(shè)備，還為了借此機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)征二號(hào)丁和長(zhǎng)征四號(hào)系列運(yùn)載火箭地面設(shè)備的通用化?！遍L(zhǎng)征二號(hào)丁副總設(shè)計(jì)師李建強(qiáng)說(shuō)。

　　測(cè)發(fā)控系統(tǒng)好比一個(gè)“家庭醫(yī)生”，在火箭發(fā)射前，對(duì)火箭進(jìn)行全身體檢，診斷火箭的健康狀況，確保火箭在健康良好的情況下發(fā)射。

　　我國(guó)運(yùn)載火箭型號(hào)眾多，由于技術(shù)、管理以及歷史因素等原因，不同型號(hào)運(yùn)載火箭的地面接口千差萬(wàn)別，均各自配置獨(dú)立的測(cè)發(fā)控系統(tǒng)。在任務(wù)量激增和多發(fā)射場(chǎng)執(zhí)行任務(wù)的情況下，通用化、智能化、集成化的新一代測(cè)發(fā)控系統(tǒng)研制迫在眉睫。

　　長(zhǎng)征二號(hào)丁研制團(tuán)隊(duì)充分利用前期成果，并和長(zhǎng)征四號(hào)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行充分溝通，最終，設(shè)備規(guī)模由原來(lái)16個(gè)機(jī)柜縮減為10個(gè)，軟件配置項(xiàng)目數(shù)由31項(xiàng)減少到15項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)了90%的長(zhǎng)征二號(hào)丁和長(zhǎng)征四號(hào)系列運(yùn)載火箭通用化率。從而，讓“一把鑰匙開(kāi)一把鎖”成為老黃歷。（記者張泉、胡喆）

　　轉(zhuǎn)自：新華網(wǎng)

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