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“神箭”再送“神舟”長二F火箭更可靠更安全更靈活
发布日期:2021-07-11 06:28   来源:未知   阅读:

  贸易供求信息列表-巴西华人网07-10这次你说了算!济南CBDslogan及VI设计作品开始投票,人民網酒泉6月17日電 (趙竹青、翁奇羽)酒泉衛星發射中心傳來佳音!6月17日9時22分,我國長征二號F遙十二運載火箭(簡稱“長二F火箭”)劃破蒼穹,成功將載有3位航天員的神舟十二號飛船送入預定軌道。我國載人航天工程空間站在軌建造階段首次載人發射取得圓滿成功,為后續任務順利實施奠定了堅實基礎。

  長二F火箭由航天科技集團有限公司所屬中國運載火箭技術研究院(以下簡稱“火箭院”)抓總研制,是目前我國唯一一型載人運載火箭,自首飛以來共成功實施7次載人發射任務,均取得“滿分”的驕人成績。

  為了圓滿完成空間站在軌建造階段的高密度發射任務,中國航天史上這枚技術最復雜、可靠性和安全性最高的航天員“專列”,進行了多項技術改進,其可靠性和安全性再上新台階。

  火箭院長二F火箭總指揮荊木春介紹,長二F遙12火箭共進行109項技術狀態更改,其中有70余項與可靠性提升相關。這些改進不涉及重大技術狀態變化,主要是為了消除薄弱環節。

  如針對發動機點火失效風險,將主機傳火孔直徑從4毫米改為6毫米,進一步提升點火可靠性﹔根據位置不同,對發動機二級游機推力室噴注口提出更加精細的角度設計要求,使推進劑能夠更加充分地融合、更加高效地燃燒,為火箭提供強勁動力……

  每一處改進,都體現了研制人員對可靠性的不懈追求,背后都意味著無數次的理論分析、數學仿真和試驗驗証。當火箭的可靠性越來越接近1的時候,小數點后每一個數字的微小變化,實現起來都無比艱辛。長二F火箭總體副主任設計師秦曈說:“在可靠性已經相當高的情況下,再提升,難度可想而知。”

  火箭院長二F火箭總體主任設計師常武權用考試打比方,從50分提高到90分相對容易一些,但從90分提高到91分,甚至91.1分,盡管隻有0.1分的提升,但背后的工作並不比從50分提高到90分少。

  火箭院長二F火箭副總師劉烽堅定地說:“為了確保任務成功、確保航天員安全,隻要能換來百分之零點零幾,甚至是零點零零幾的指標提升,我們所做的任何工作都是值得的。”

  越是艱難越向前。這支驍勇善戰的隊伍,精益求精,盡善盡美,最終將長二F火箭的可靠性從指標要求的0.97提升到0.9894,再次刷新了其自身紀錄,處於世界前列。

  載人航天,人命關天。長二F遙十一火箭在發射神舟十一號飛船時,安全性評估值達0.997,但研制隊伍在追求安全性的道路上從未止步。為確保航天員安全,遙12火箭逃逸安控體制進行了更改,提高了保密安全性能和抗干擾性能。控制逃逸發動機新增了點火功能,進一步提高了火箭的安全性。

  假如火箭突發意外情況,逃逸系統啟動,逃逸飛行器像“拔蘿卜”一樣帶著返回艙飛離故障火箭。返回艙與逃逸飛行器分離后,打開降落傘,緩慢降落到地面。但開傘過程中,返回艙會受到地面低空風的極大影響。

  以前逃逸飛行器隻能往一個固定的方向逃逸,存在一定的安全風險。劉烽舉了個例子,“如果說逃逸飛行器隻能向東逃逸,正好這時地面吹來一股向西的風,這樣,返回艙處於開傘狀態的時候,很可能又被吹回到故障火箭的附近,航天員就比較危險。”

  研制人員在現有的控制逃逸發動機的基礎上,通過對軟件進行調整,新增發動機點火功能,使逃逸飛行器可以向垂直於地面風的方向逃逸,更加安全、靈活。“比如說,地面刮的是南風或者是北風,現在我的逃逸能力提升了,可以提前選擇與南風或北風垂直的東方向逃逸,避開地面風。”常武權說。

  逃逸系統改進后,火箭安全性評估值達0.99996這一國際先進水平。常武權通俗地解釋了小數點后這一串數字的意義,“就目前的技術狀態,長二F火箭需要發射十萬次,才會有4次逃逸失敗,平均一萬次發射,還不到一次逃逸失敗的情況。在保障航天員安全方面,它比‘萬無一失’的水平還要高一些。”

  在這次任務中,地面支持系統人員更加胸有成竹了,因為為了適應空間站在軌建造及長期運營需求,他們對火箭活動發射平台進行了全面大修,同時基於可靠性、操作性、維修性、應用成熟型號的成熟技術等多方面考慮,對平台進行了升級改進。

  火箭院長二F火箭地面發射支持系統主任設計師劉海波介紹,最典型的就是在發射平台改進設計過程中,大范圍採用冗余設計,不斷提高其可靠性。此外,活動發射平台的操作便捷性也顯著提升。活動發射平台總體設計師任曉偉舉了個例子,平台上有兩台“方向機”,一主一備。原來,如果主機發生故障,需要手動拆除主機上的配件,再給備用機裝上一個新的配件,全程約2小時。“現在加一個離合手柄,1分鐘就能完成主備機的切換,效率有了質的飛躍”,任曉偉說。

  一些在長征五號、長征七號運載火箭活動發射平台上得到驗証的成熟技術和產品,也用於替代那些老化的,工藝或技術過時的產品。如用行星齒輪減速器代替支撐臂上原來使用的滾柱密切圓減速器,使傳動效率由60%左右提升至95%左右……

  “這次任務政治意義重大,我們必須確保順利、圓滿”,劉海波說。通過這一項項細微處的改進,型號隊伍做到了心中有數。無論是在垂直總裝測試廠房,還是在發射塔架,以及轉場途中,站立在活動發射平台上的長二F火箭,這一路走得更穩、走得更准,走得更加從容、自信。

  以往,長二F火箭的任務較為單一,射向基本一致,火箭點火起飛后,經過俯仰轉彎等姿態調整,直接瞄准一個固定的射向,在一個射面內飛行即可。但后續空間站在建造和長期運營過程中,軌道傾角會有0.1°到0.5°的變化范圍。

  而火箭要適應這種變化,有兩種方法:一是針對每次任務的軌道傾角,改造瞄准間,確定火箭射向﹔二是通過火箭自身起飛滾轉適應軌道傾角的變化和射向的變化。前者工作量巨大,並非最佳方案。

  因此,型號隊伍根據任務特點,從火箭自身出發,在載人狀態的長二F火箭上首次應用起飛滾轉技術,使火箭起飛后在空中轉體,轉到合適的角度后,再飛向任務要求的方向。採用該技術以后,長二F火箭更加靈活,任務適應能力也進一步提高。

  人民網酒泉6月17日電(趙竹青、翁奇羽)據中國載人航天工程辦公室消息,北京時間2021年6月17日9時22分,搭載神舟十二號載人飛船的長征二號F遙十二運載火箭,在酒泉衛星發射中心點火發射。…

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