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“神箭”“神舟”再牽手 打贏中國空間站在軌建造階段載人飛行首戰

2021-06-18 09:39:00
來源:科技日報
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  “神箭”“神舟”再牽手 打贏中國空間站在軌建造階段載人飛行首戰

  ◎付應麗 本報記者 付毅飛 崔 爽

  6月17日9時22分,由航太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)抓總研製的長征二號F遙十二運載火箭劃破蒼穹,成功將載有3位航太員的神舟十二號載人飛船送入預定軌道。

  我國載人航太工程空間站在軌建造階段首次載人發射取得圓滿成功,為後續任務順利實施奠定了堅實基礎。

  航太員“專列”迎戰高密度發射

  素有“神箭”美譽的長二F火箭,是專門為我國載人航太工程研製的火箭,也是目前我國唯一一型載人運載火箭。

  1992年立項、1999年首飛,近30年來,長二F火箭全程參與了中國載人航太工程“三步走”戰略,共執行十余次任務,將12名、17人次航太員送入太空。

  2021年是我國載人航太工程空間站在軌建造任務開局之年,長二F火箭今明兩年計劃執行4次發射任務,發射密度前所未有。未來幾年,長二F火箭還將繼續以每年兩發的高頻率執行發射任務,在我國空間站在軌建造、運營過程中擔綱重任。

  為迎戰高密度發射,中國航太史上這輛技術最複雜、可靠性和安全性最高的航太員“專列”,進行了多項技術改進,其可靠性和安全性再上新臺階。

  火箭可靠性刷新紀錄

  據火箭院長二F火箭總指揮荊木春介紹,長二F遙十二火箭共進行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,對發動機二級遊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……

  每一處改進背後都有無數次的理論分析、數學倣真和試驗驗證。這支精益求精的隊伍最終將長二F火箭的可靠性從指標要求的0.97提升到0.9894,再次刷新其自身紀錄,處於世界前列。

  保證航太員安全“萬無一失”

  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,但研製隊伍在追求安全性的道路上從未止步。為確保航太員安全,遙十二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“拔蘿蔔”一樣帶著返回艙飛離故障火箭。返回艙與逃逸飛行器分離後,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。

  以前逃逸飛行器只能往一個固定的方向逃逸,存在一定的安全風險。研製人員在現有的控制逃逸發動機的基礎上,通過對軟體進行調整,新增發動機點火功能,使逃逸飛行器可以向垂直于地面風的方向逃逸,更加安全靈活。“比如説,地面刮的是南風或北風,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。”火箭院長二F火箭總體主任設計師常武權説。

  逃逸系統改進後,火箭安全性評估值達0.99996這一國際先進水準。常武權通俗地解釋了小數點後這一串數字的意義,“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。在保障航太員安全方面,它比‘萬無一失’更厲害。”

  首次採用起飛滾轉技術

  本次發射中,長二F火箭還首次採用了起飛滾轉技術,更加靈活。

  以往,長二F火箭的任務較為單一,射向基本一致,火箭點火起飛後,經過俯仰轉彎等姿態調整,直接瞄準一個固定的射向,在一個射面內飛行即可。但後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的變化範圍。

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

  (科技日報酒泉6月17日電)

[責任編輯:楊永青]