重磅!我國成功完成首次火箭落區安全控制技術驗證_風聞
剑啸易水寒-深知身在情长在,前尘不共彩云飞。2019-07-28 19:04
來源:微信公眾號”中國航天科技集團“
7月26日11時57分,中國航天科技集團有限公司一院抓總研製的長征二號丙運載火箭在西昌衞星發射中心點火起飛,成功實現“一箭三星”發射,彰顯了“金牌火箭”實力。在本次發射中,長征二號丙火箭又有了亮眼新表現——火箭的一子級落點實現了精確控制!
7月26日13時40分,長征二號丙火箭一子級殘骸在貴州黔南布依族苗族自治州被順利找到,落點在設定的落區範圍內,標誌着我國運載火箭首次“柵格舵分離體落區安全控制技術”試驗取得成功!使我國成為繼美國之後的第二個掌握此項技術的國家。這是中國航天在落點可控、精準回收領域取得的重大突破,是向可重複使用運載火箭邁出的堅實一步。
人民至上
落實安全、綠色發展理念
近年來,我國運載火箭高強密度發射成為常態,尤其是2018年,航天科技集團抓總研製的長征系列運載火箭發射次數達到37次,位列世界第一,隨之而來的火箭殘骸落區安全問題越來越受關注。由於社會迅猛發展和人口數量激增,六七十年代建立的內陸火箭發射場周邊的火箭殘骸落區不再是絕對的無人區。
儘管在設計火箭的飛行軌跡時,寧可犧牲運載能力也要儘量避開村鎮,但由於火箭殘骸在完成任務後是無控墜落,落點散佈範圍較大,有時可能涉及有人居住的區域。為了保障人員安全,當前的做法是,在每次發射任務之前,將落區內百姓疏散到安全地帶,不僅給當地百姓帶來不便,也增加了火箭發射的經濟成本和工作難度。
據航天科技集團一院一部主任助理何巍介紹,為了落實安全、綠色發展理念,積極履行社會責任、發展綠色航天,減少火箭發射給落區百姓帶來的不便,航天科技集團一直致力於分離體落區安全控制技術研究。
▲ 柵格舵
此次長征二號丙火箭一子級的落點控制就採用了柵格舵控制,技術的成功對於解決我國內陸發射場落區安全性問題具有重大的意義,同時也為我國運載火箭後續助推器及子級的可控回收、軟着陸、重複使用等技術奠定堅實基礎。
自主創新
成熟型號“get”落區安全控制新技能
長征二號丙火箭副總設計師崔照雲介紹,“之前應用於我國長征二號F載人運載火箭上的柵格翼展開後是固定不動的,近幾年國外火箭上才開始通過可擺動的柵格舵來控制箭體的方向和姿態。本次試驗採用柵格舵控制殘骸落點,是我國首次嘗試!雖然中型的長征二號丙火箭的落點控制,相比小型火箭,難度要大的多,但創新驅動發展,這使‘年近不惑’的長征二號丙火箭又換髮了更大的生機活力。”
接受這個“有很大難度”任務的,是一支只有十餘人、平均年齡不足35歲的年輕研發團隊。一部鼓勵創新、崇尚技術的氛圍,使得這羣年輕人敢於第一個“吃螃蟹”,他們突破原有專業間的藩籬,組成項目聯合攻關小組,秉承“首戰用我,用我必勝”的亮劍精神,放手闖出一條新路。
通過自主創新、潛心鑽研、小心求證,只用了短短半年的時間,就研發出了造得出來、防得住熱、扛得住力、控得穩的可折展傳動柵格舵系統和一體化高性能的電氣系統,確保了落區控制技術如期上箭進行搭載驗證。
可折展傳動柵格舵系統是精確落區控制的關鍵結構設備。柵格舵在火箭上升段需要緊貼箭體側壁以避免對衞星發射任務造成影響,在再入大氣層段則需要完成解鎖-展開-按控制指令轉動等一系列複雜動作,還要承受上千度高温、近10倍自重的衝擊力。研製團隊精心選材、反覆試驗,終於為火箭插上了能夠“精準揮動”的翅膀。
▲ 長征二號丙火箭整裝待發
電氣系統是控制柵格舵動作的**“大腦”**,新一代電氣系統首次從實驗室飛向藍天,成功完成了飛行控制和數據傳輸任務。
電氣系統負責人彭越説:“箭上傳統的電氣系統雖然設計成熟、性能穩定、飛行成功經驗多,但單機設備體積大、數量多、成本高,顯得非常臃腫。我們這次下決心要做新一代電氣系統,將測量、控制、遙測遙控等功能統統整合在一個十幾公分的小盒子裏,柵格舵控制的核心算法全部自主完成,手機安裝配套的應用程序就知道火箭被控部件下落的實時位置。可以説是重量不大功能全,價格不高可靠性高。”研發團隊還大膽採用商業元器件和結構件,通過冗餘設計和加嚴試驗考核確保可靠性。
航天魅力
在於永恆創新、使命光榮
研發團隊設計師張大銘的一段話令人印象深刻,他説:“有段時間吃飯和睡覺恨不得全在實驗室裏,沒有人強迫我們這麼做,我們也會戲稱自己是‘宇宙最強興趣小組’,其他火箭設計師們都是解決火箭如何‘正着飛’進入軌道的問題,我們卻非要逆向思維探究‘倒着飛’精準落地的問題,但任務的使命感和榮譽感、以及開拓創新的樂趣,足以讓我們願意為之拼搏,甘之如飴吧。”
探索浩瀚宇宙,發展航天事業,建設航天強國,是航天人不懈追求的航天夢。錢學森在美國期間,就和幾位志同道合的同事、學生組成了研究火箭的技術小組,不顧生命安危的整天和電機、燃料、爆炸試驗打交道,甚至調侃自己的小組為“自殺俱樂部”。錢學森“寧死也要搞航天”的精神在七十年後,依然閃耀在新一代中國航天人身上,他們朝氣蓬勃、奮發有為、勇於攀登,將中國航天事業不斷推向新的輝煌!
這就是中國航天的魅力所在。
落區安全控制技術的成功,是向可重複使用運載火箭邁出的第一步,未來,中國航天人將在航天精神的引領下,加速世界一流航天產品的研發,推動我國從航天大國向航天強國邁進。