文章來源：中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司 發(fā)布時(shí)間：2019-05-08
日前，長(zhǎng)征三號(hào)甲系列運(yùn)載火箭在一次次技術(shù)跨越中實(shí)現(xiàn)了具有里程碑意義的“百次”發(fā)射，成為我國(guó)首個(gè)單一型號(hào)發(fā)射突破百次的火箭。
25年，100次發(fā)射。翻開歷史畫卷，不難發(fā)現(xiàn)，在一次次技術(shù)創(chuàng)新中，長(zhǎng)三甲系列運(yùn)載火箭開創(chuàng)了我國(guó)航天史上多個(gè)“首次”。這些新技術(shù)不僅代表著當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)的最高水平，許多還達(dá)到了世界一流技術(shù)水平。
我國(guó)首個(gè)實(shí)現(xiàn)系列化、通用化、組合化的火箭
長(zhǎng)三甲系列運(yùn)載火箭技術(shù)起點(diǎn)非常高。按照“系列化、組合化、通用化”的“三化”設(shè)計(jì)思想，長(zhǎng)三甲、長(zhǎng)三乙、長(zhǎng)三丙作為一組系列火箭進(jìn)行模塊化、組合化與整體化優(yōu)化設(shè)計(jì)，確定了以長(zhǎng)三甲火箭為基本型的發(fā)展模式。
“三化設(shè)計(jì)”的發(fā)展理念對(duì)長(zhǎng)三甲及其發(fā)展型火箭的形成和大型火箭的發(fā)展規(guī)劃，起到了重要的指導(dǎo)作用。長(zhǎng)三甲系列運(yùn)載火箭共同構(gòu)成了早期我國(guó)高軌道運(yùn)載能力最大、適應(yīng)性最強(qiáng)的運(yùn)載火箭系列，其運(yùn)載能力可以覆蓋世界上絕大多數(shù)應(yīng)用衛(wèi)星，不僅顯著增強(qiáng)了我國(guó)商業(yè)火箭在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力，也為我國(guó)未來航天事業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了良好條件。
我國(guó)首個(gè)采用主從冗余控制系統(tǒng)的火箭
上世紀(jì)90年代，長(zhǎng)征三號(hào)甲火箭研制成功后，進(jìn)入了工程應(yīng)用階段。為進(jìn)一步提高火箭可靠性，研制人員經(jīng)過8年多的艱苦努力，2006年平臺(tái)加激光慣組的主從冗余控制系統(tǒng)在長(zhǎng)三甲火箭上成功應(yīng)用飛行。
據(jù)了解，控制系統(tǒng)級(jí)冗余技術(shù)是一項(xiàng)國(guó)際先進(jìn)的復(fù)雜技術(shù)，大大提高了火箭飛行可靠性。如今，長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭幾乎都開展了冗余控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，為中國(guó)航天高密度發(fā)射持續(xù)成功打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
我國(guó)首個(gè)應(yīng)用“雙激光慣組加衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)”的火箭
2013年12月2日，長(zhǎng)三乙火箭成功將嫦娥三號(hào)月球探測(cè)器送入太空，入軌精度極高，正中萬里之外的“靶心”。
“火箭需要將它直接送入近地點(diǎn)200公里、遠(yuǎn)地點(diǎn)38萬公里的地月轉(zhuǎn)移軌道，這對(duì)入軌精度提出了很高的要求。”航天科技集團(tuán)一院長(zhǎng)三甲系列運(yùn)載火箭總設(shè)計(jì)師姜杰介紹：“如果把火箭發(fā)射比做‘打靶’，這次任務(wù)必須打十環(huán)。”
姜杰帶領(lǐng)科研人員首次采用了“雙激光慣組加衛(wèi)星導(dǎo)航修正”的復(fù)合制導(dǎo)技術(shù)。她解釋道：“就像給火箭安了兩只‘眼睛’，一只眼睛讓火箭按照設(shè)計(jì)好的軌道飛行，另一只眼睛精確計(jì)算最佳途徑，隨時(shí)修正。”
我國(guó)首個(gè)采用低溫發(fā)動(dòng)機(jī)不分解交付技術(shù)的火箭
火箭發(fā)動(dòng)機(jī)校準(zhǔn)試車后不分解交付是氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)研制史上具有里程碑意義的一項(xiàng)技術(shù)。
長(zhǎng)三甲系列運(yùn)載火箭三級(jí)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)校準(zhǔn)試車后不分解技術(shù)的研究與應(yīng)用，突破了發(fā)動(dòng)機(jī)整體真空干燥和整體檢漏新技術(shù)，并建立了適用于校準(zhǔn)試車后不分解交付的一整套檢查方法和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施校準(zhǔn)試車不分解交付后，火箭消除了發(fā)動(dòng)機(jī)早期失效風(fēng)險(xiǎn)，保證了結(jié)構(gòu)可靠性；消除了發(fā)動(dòng)機(jī)校準(zhǔn)試車后分解再裝造成的性能再現(xiàn)性偏差，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性；縮短了裝配周期，節(jié)省了發(fā)動(dòng)機(jī)分解再裝費(fèi)用。
我國(guó)首個(gè)實(shí)現(xiàn)“零窗口”發(fā)射的低溫火箭
2007年10月24日，長(zhǎng)三甲火箭將嫦娥一號(hào)送入太空，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)首次月球探測(cè)活動(dòng)，同時(shí)首次實(shí)現(xiàn)了“零窗口”發(fā)射。
“零窗口”指的是在預(yù)先計(jì)算好的發(fā)射時(shí)間，分秒不差將火箭點(diǎn)火發(fā)射。據(jù)長(zhǎng)三甲系列運(yùn)載火箭總體主任設(shè)計(jì)師胡煒介紹，在這個(gè)時(shí)刻發(fā)射，衛(wèi)星能夠準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定軌道，節(jié)省了軌道修正的推進(jìn)劑消耗，從而為后續(xù)工作留下更多動(dòng)力。
胡煒說：“當(dāng)時(shí)，我國(guó)低溫火箭還沒有準(zhǔn)確實(shí)施‘零窗口’發(fā)射的先例，各系統(tǒng)崗位人員在星箭測(cè)試、氣象研判、燃料加注等各個(gè)環(huán)節(jié)，追求零失誤、零差錯(cuò)、零故障、零缺陷、零遺漏，確保發(fā)射萬無一失。”
當(dāng)日18時(shí)05分04秒，我國(guó)首次探月任務(wù)完美實(shí)現(xiàn)“零窗口”發(fā)射，創(chuàng)造了航天發(fā)射史上的“中國(guó)奇跡”。
我國(guó)首個(gè)采用雙向風(fēng)補(bǔ)償、起飛滾轉(zhuǎn)技術(shù)的火箭
我國(guó)西昌衛(wèi)星發(fā)射中心的高空風(fēng)風(fēng)向主要是西向，以往執(zhí)行東射向任務(wù)只需進(jìn)行單向風(fēng)補(bǔ)償（調(diào)整俯仰程序角）即可滿足發(fā)射要求。
隨著我國(guó)北斗導(dǎo)航工程的不斷推進(jìn)，為適應(yīng)北斗二號(hào)任務(wù)需求，長(zhǎng)三甲系列運(yùn)載火箭進(jìn)行了雙向風(fēng)補(bǔ)償軌道設(shè)計(jì)，制定了4條風(fēng)補(bǔ)償程序，射前根據(jù)高空風(fēng)預(yù)報(bào)情況進(jìn)行選擇即可，極大地提高了火箭的發(fā)射適應(yīng)能力。
我國(guó)首個(gè)采用天基測(cè)量和5兆碼速傳輸技術(shù)的火箭
2014年10月24日，長(zhǎng)三丙改二型火箭迎來首飛，圓滿完成了探月工程三期再入返回飛行試驗(yàn)器發(fā)射任務(wù)。
據(jù)專家介紹，這次任務(wù)首次實(shí)現(xiàn)了我國(guó)現(xiàn)役運(yùn)載火箭測(cè)量技術(shù)的升級(jí)換代。長(zhǎng)三丙改二型火箭采用了天基測(cè)量技術(shù)，即通過天基中繼星向地面技術(shù)人員傳輸火箭飛行過程的實(shí)時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)飛行中的火箭進(jìn)行全程實(shí)時(shí)測(cè)控。同時(shí)，最新的高碼速傳輸技術(shù)可增加測(cè)量點(diǎn)、提高數(shù)據(jù)傳輸速度、增大數(shù)據(jù)傳輸量，與天基測(cè)量技術(shù)一起，保證地面技術(shù)人員即時(shí)掌握火箭的飛行動(dòng)態(tài)，進(jìn)一步降低測(cè)控盲區(qū)。
這次發(fā)射，火箭首次采用了5兆碼速率的傳輸技術(shù)，可以測(cè)量更多的環(huán)境參數(shù)，如振動(dòng)、沖擊等高頻參數(shù)，對(duì)觀察火箭飛行的狀態(tài)、掌握火箭飛行環(huán)境提供了更多依據(jù)。
測(cè)量技術(shù)的升級(jí)換代推動(dòng)了我國(guó)無線遙測(cè)傳輸技術(shù)的發(fā)展，將我國(guó)現(xiàn)役運(yùn)載火箭測(cè)量技術(shù)帶入了高碼速時(shí)代，為我國(guó)新一代運(yùn)載火箭數(shù)據(jù)獲取與傳輸技術(shù)創(chuàng)新奠定了基礎(chǔ)。
我國(guó)首個(gè)開展組批生產(chǎn)、首次實(shí)現(xiàn)兩枚火箭發(fā)射場(chǎng)并行測(cè)試工作的火箭
隨著中國(guó)探月工程和北斗導(dǎo)航工程的立項(xiàng)研制，長(zhǎng)三甲系列火箭迎來了更大挑戰(zhàn)。為應(yīng)對(duì)高密度發(fā)射任務(wù)，長(zhǎng)三甲系列火箭應(yīng)用了一些創(chuàng)新模式和有效方法。
長(zhǎng)三甲系列運(yùn)載火箭研制團(tuán)隊(duì)通過壓縮發(fā)射隊(duì)伍規(guī)模，優(yōu)化發(fā)射場(chǎng)測(cè)試發(fā)射流程，開展“去任務(wù)化”設(shè)計(jì)，實(shí)施遠(yuǎn)程快速協(xié)同設(shè)計(jì)，交叉并行作業(yè)等，確保了一支隊(duì)伍能夠同時(shí)承擔(dān)兩枚火箭發(fā)射任務(wù)，使火箭研制生產(chǎn)能力從一年2－3枚提高到8－10枚；發(fā)射周期從60天減少到21天，發(fā)射隊(duì)伍從300人降到150人左右，為高密度發(fā)射任務(wù)的圓滿完成和運(yùn)載火箭管理技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
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