成功步入“百发俱乐部” 解码长三甲系列运载火箭的金牌之路

2019-04-26 10:07 经济参考报

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4月20日,长征三号乙运载火箭成功将北斗三号IGSO卫星送入预定轨道,此次发射也将长征三号甲系列运载火箭的发射次数刷新为“100”。截至目前,这是长征系列运载火箭家族中唯一达到百次发射的单一系列火箭。

长征三号甲系列运载火箭由航天科技集团所属中国运载火箭技术研究院研制生产,由长征三号甲、长征三号乙、长征三号丙(简称“长三甲”“长三乙”“长三丙”)三种低温液体运载火箭组成,该系列运载火箭包揽了目前我国绝大多数高轨道航天器发射任务,是长征系列运载火箭高强密度发射的“主力”,不仅是我国目前高轨道上发射次数最多、成功率最高的火箭系列,同时也多次承担了商业卫星的发射任务,被誉为我国的金牌火箭。

25年金牌火箭完成从0到100的跨越

据中国工程院院士、中国运载火箭技术研究院长征系列运载火箭高级顾问龙乐豪介绍,1986年,为了服务我国新一代通信卫星,长三甲火箭正式立项,在充分继承长征三号火箭成熟技术的基础上,长三甲突破了四大关键技术为代表的上百项新技术项目,使得中国火箭地球同步转移轨道运载能力达到了2.6吨。

“虽然已经满足了立项的目标,但为了进一步提升中国运载火箭在国际市场上的竞争,设计人员通过‘先改后捆、上改下捆’的巧妙方式陆续研制出了长三乙、长三丙型号,将中国火箭地球同步转移轨道运载能力分别提升到了5.5吨与3.9吨,形成了长三甲‘小家族’,满足了不同型号卫星的发射需求。”龙乐豪说。

从1994年2月8日长三甲发射实践四号星和模拟星圆满成功,到2019年4月20日长三乙发射北斗三号卫星圆满成功,25年的时间里,金牌火箭完成了从0到100的跨越。在这其中,前50次发射用了18年的时间,而后50次发射只用了7年时间,仅2018年,长三甲系列火箭做到了14战全胜。

据介绍,为了高密度设计、生产和发射的现状,长三甲系列火箭研制团队确立了以发射计划为主线,技术、进度、质量全面支撑的整体框架。长三甲系列火箭研制生产能力从一年2到3枚提高到8到10枚,发射周期从60天减到21天,每次执行发射任务的队伍从300人降到100余人。

98%成功率提升背后是多项技术创新

“长三甲系列火箭100次发射的成功率为98%,这是和世界任何一个火箭型号发射成功率相比都名列前茅的成绩。”长三甲系列火箭总指挥岑拯说。据了解,其后50次的发射成功率比前50次提升了2%,这背后是火箭多项技术创新的结果。

记者获悉,在25年的时间里,研制团队完成了双向风补偿、起飞滚转技术、整体吊外支撑串联双星发射技术、助推器射程关机、液氧加注方案改进、分布式远距离测试发射控制技术、发射场优化流程、射前2小时无人值守等多项技术创新,使长三甲系列火箭的任务适应性、发射可靠性、安全性均获得了有效提高。

不仅如此,长三甲系列火箭也实现了多个“全国首次”,该型号是中国首个实现系列化、通用化、组合化的火箭;中国航天首个发射次数突破100的单一系列运载火箭;首次进行月球探测发射的火箭;首次实现低温火箭“零窗口”发射;首次实现火箭控制系统冗余方案;激光惯组和双惯组冗余技术首次应用的运载火箭型号;首次采用了低温发动机校准试车不分解交付技术;首次采用了起飞滚转定向技术和高空风双向补偿技术;首次进行地月转移轨道、中圆轨道等研制发射等等。

16次走出国门迈向世界的“金牌”

作为我国目前唯一的中高轨道运载器,长三甲系列火箭也是我国现役中型高轨道运载火箭中运载能力最大、技术最复杂、适应性最强、发射密度最大的火箭群体。因此,长三甲系列火箭承担起了我国北斗、嫦娥等重大工程的发射任务。

据中国科学院院士、长三甲系列运载火箭总设计师姜杰介绍,在长三甲系列火箭100次的发射过程中,包括36次执行北斗工程的发射任务,成功将48颗北斗导航卫星送入轨道(其中有12次是“一箭双星”);5次执行探月工程,成功将嫦娥一号、嫦娥二号、嫦娥三号、嫦娥四号、嫦娥五号返回试验器送入地月转移轨道;36次执行通信卫星工程发射任务,共计发射了36颗通信卫星;7次执行气象卫星工程的发射任务,共计发射了7颗气象卫星。

除此之外,长三甲系列火箭还走出了国门,执行了16次国际发射任务,共计发射16颗国际商业卫星。其中,鑫诺一号卫星的发射服务项目使长三甲系列火箭打开了欧洲市场,在尼日利亚卫星项目中,首次实现了整星出口,首次以在轨交付方式为国际用户提供宇航系统集成的一揽子服务。

“未来随着火箭更新换代,相信它的后续型号一定能够继承发扬长三甲系列的优良基因、充分汲取新一代火箭的成果,从中国的‘金牌’创新发展成世界的‘金牌’,在未来人类飞离地球、移民宇宙的伟大征程中承担主导作用。”龙乐豪说。(郭倩)

责任编辑:陈群(QT0001)