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西汉姆联中文官网八院为用户改设计 金牌火箭再赢口碑
来源:中国航天报     日期:2015年12月22日    字体:【】【】【

12月17日,天寒地冻的大漠戈壁又一次响起了长征火箭腾空而起的巨大轰鸣声。长征二号丁运载火箭在酒泉卫星发射中心,成功将暗物质探测卫星送入高度为500公里的太阳同步轨道。

承担此次发射任务的长二丁火箭是长征火箭家族中的金牌火箭,已经执行了数十次发射任务,其参数、状态、性能等各方面都相对稳定和成熟。然而,为了持续提高可靠性和任务适应性,长二丁火箭为适应发展趋势与客户需要,还是进行了许多新改进。

适应潮流 双捷联唱“主角”

每一种型号的火箭都很难有一个终极状态,因为每一次发射任务都有不同,火箭研制团队会根据任务要求进行相应的改进,以达到成功发射的目标。执行此次发射任务的长二丁火箭也不例外。

火箭总指挥谈学军告诉记者,这次发射暗物质卫星的火箭技术状态变化还是比较大的,主要的变化体现在控制系统上。这发火箭采用“激光+光纤”双捷联惯组主从冗余替代以往的“平台+激光”主从冗余方式。

2010年,长二丁火箭首次采用“平台+激光”的主从冗余控制系统以后,激光捷联惯组一直作为平台系统的辅助,配合承担火箭飞行过程中的控制和制导工作。而在此次发射的长二丁火箭上,激光捷联惯组开始登台“唱主角”,以往“唱主角”的平台系统则功成身退。为了进一步提高控制系统的可靠性,除了激光捷联惯组,光纤捷联惯组作为辅助导航系统被首次引入了控制系统。

火箭总设计师洪刚解释说:“在‘激光+光纤’惯组系统中,两者是一主一备的关系,激光捷联惯组是主份,光纤捷联惯组是备份,但两套系统在火箭飞行过程中都要运行。如果作为主份的激光捷联惯组出现问题,备份的光纤捷联惯组就会接替工作,由于有了双保险,控制系统的可靠性进一步提高。”

相对于使用了几十年的机电式平台系统,“激光+光纤”属于光学式平台系统,没有机械结构,活动部件减少了很多,不但精度提高了,可靠性也有提高,并且成本也降了一些。“由于‘激光+光纤’双捷联惯组具有很多优点,因此,它是未来运载火箭控制系统发展的一个重要趋势。”谈学军说。

谈学军坦言,这次任务是八院现役运载火箭双捷联状态下的首飞,肩上的担子很重。他表示,火箭采用新技术,风险肯定是存在的。但他们同时认为,激光捷联惯组已经进行了多次飞行试验,光纤捷联惯组也在地面进行了多次验证,在可靠性、稳定性和精确性都已满足控制要求,也就是说风险在可控范围之内。

未雨绸缪 率先减重

此次托举的暗物质卫星是长二丁火箭执行500公里高度太阳同步轨道发射任务中最重的一颗卫星,卫星质量达1800多千克。

据了解,根据八院和用户达成的协议,卫星质量不大于1900千克。由于当时确定方案时,卫星还正在研制,卫星质量实测值只能等到成品研制出来,才能精确获知。一般情况下,卫星质量的实测值都会有一定的浮动,有可能比目标值轻一点,也有可能重一点,但只要在可接受的范围内,卫星的质量就达到了预定目标。

“在确定火箭设计方案时,为了满足卫星质量的上限要求,我们能做的就是尽量提高火箭的运载能力,即使卫星比目标值重一点,我们也能进行发射。”洪刚说,“我们主要将精力放到火箭的第二级,因为火箭的第二级减轻1千克,运载能力将相应提高1千克。”

具体的减重措施主要体现在设计和生产两个方面。在设计方面,主要采用了“激光+光纤”双捷联惯组和轻型导线。据火箭副总设计师李建强介绍,“激光+光纤”双捷联惯组是一种小型化导航组合,单机和器件都有很大程度的减重,质量减轻了几十公斤。

在生产环节上,挑选质量更轻的燃料储箱也能为火箭减重作贡献。据介绍,此次发射的长二丁火箭挑选了质量最轻的燃料储箱。通过多种减重措施,此次发射的长二丁火箭理论运载能力超过2000千克,完全满足发射暗物质卫星的要求。

决战“十二五” 他们拼了

此次发射是八院宇航型号“十二五”的收官之战,也是酒泉卫星发射中心“十二五”的收官之战,意义不言而喻。谈学军认为,暗物质卫星是客户先导专项的首颗卫星。该卫星的发射成功为八院宇航型号“十二五”任务画上了圆满的句号,有利于长二丁火箭在“十三五”规划中争取更多的任务,具有承上启下的重要意义。

在他看来,长二丁火箭要想在未来的宇航发射服务市场站稳脚跟,每一次发射成功都是在积累产品的口碑。

针对技术状态变化大和八院宇航型号“十二五”收官的特点,试验队结合“三严三实”及该院质量专项整顿的要求,对火箭质量开展了专项复查,并对发射场“九新”项目、测试覆盖性、产品质量等进行复查,确保火箭圆满发射成功。

谈学军说:“专项复查费时费力,但对提高火箭的质量却大有裨益,为了八院宇航型号的圆满收官,我们付出的一切都值得。”(谢瑞强)

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