長(zhǎng)三甲火箭發(fā)射破百 再次刷新航天史上新紀(jì)錄
關(guān)鍵技術(shù)先進(jìn)可靠
20多年的60次發(fā)射,長(zhǎng)征三號(hào)甲系列運(yùn)載火箭無(wú)論從技術(shù)、管理、研制生產(chǎn)能力和各項(xiàng)保障上都發(fā)生了巨大的變化,創(chuàng)造了許多首次,不斷地刷新自身的紀(jì)錄。
為使系列火箭的總體技術(shù)性能達(dá)到國(guó)際一流水平,設(shè)計(jì)人員在繼承成熟技術(shù)的同時(shí),在設(shè)計(jì)中采用了60%-70%的新技術(shù)。其中重要的共108項(xiàng),重要技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目22項(xiàng),重大關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目四項(xiàng),即:YF-75氫氧發(fā)動(dòng)機(jī),是重新設(shè)計(jì)用于三級(jí)的氫氧發(fā)動(dòng)機(jī),在研制過(guò)程中遇到氫氧渦輪泵端面密封、螺旋管束式大噴管成型工藝多項(xiàng)技術(shù)難題。經(jīng)過(guò)艱苦扎實(shí)的工作,設(shè)計(jì)人員攻克了一道道技術(shù)與工藝難題,發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)可靠性首飛時(shí)已經(jīng)達(dá)到0.97。動(dòng)調(diào)陀螺四軸平臺(tái)的研制成功,是我國(guó)將近20年來(lái)在火箭慣性器件方面的一大重大突破,是具有里程碑性質(zhì)的成就。冷氦加溫增壓技術(shù)不僅在國(guó)內(nèi)是首創(chuàng)的高難技術(shù),即使在國(guó)際上也是屬于僅被美、日等個(gè)別工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家所掌握的新、難技術(shù)。低溫氫氣能源雙向搖擺伺服機(jī)構(gòu),采用低溫氫氣氣動(dòng)機(jī)作為伺服機(jī)構(gòu)的一次能源這一技術(shù)在國(guó)內(nèi)是首創(chuàng),在國(guó)外也未見(jiàn)到先例。
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)征三號(hào)甲系列運(yùn)載火箭迎來(lái)了更大的挑戰(zhàn)。探月工程發(fā)射任務(wù)實(shí)現(xiàn)了火箭“零窗口”發(fā)射技術(shù)、“多窗口”發(fā)射技術(shù)、地月轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射技術(shù)等突破,拓展了長(zhǎng)征火箭發(fā)射能力,為后續(xù)深空探測(cè)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在發(fā)射北斗衛(wèi)星過(guò)程中,突破了以MEO中圓轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計(jì)、起飛滾轉(zhuǎn)、高空風(fēng)雙向風(fēng)補(bǔ)償、遠(yuǎn)距離測(cè)發(fā)控為代表的多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),為工程建設(shè)作出了突出貢獻(xiàn)。
長(zhǎng)征三號(hào)丙火箭是中國(guó)獨(dú)一無(wú)二的非全對(duì)稱(chēng)火箭,2008年4月25日,長(zhǎng)征三號(hào)丙火箭首飛成功,標(biāo)志著中國(guó)突破了非全對(duì)稱(chēng)火箭設(shè)計(jì)技術(shù),使得中國(guó)高軌任務(wù)運(yùn)載能力分布更加合理,實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)征三號(hào)甲系列運(yùn)載火箭真正的系列化、組合化。
長(zhǎng)三甲系列火箭運(yùn)載入軌精度高、適應(yīng)能力強(qiáng),其發(fā)射衛(wèi)星的入軌精度達(dá)到世界一流水平;鸺梢砸患龁涡且部梢砸患嘈前l(fā)射,既可以用于標(biāo)準(zhǔn)地球同步轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射,也可以用于超同步轉(zhuǎn)移軌道或低傾角同步轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射,以及深空探測(cè)器發(fā)射,可以滿足衛(wèi)星用戶多種不同使用要求。
龍樂(lè)豪介紹,從推進(jìn)技術(shù)來(lái)說(shuō),長(zhǎng)征三號(hào)甲系列火箭的三子級(jí)采取液氫/液氧推進(jìn)劑,做到了環(huán)保無(wú)污染,技術(shù)難度極大,因此它站在世界火箭第一梯隊(duì)。正是因?yàn)椴捎昧烁咝У囊簹湟貉跬七M(jìn)劑,長(zhǎng)三甲系列火箭三子級(jí)的比推力也是世界一流的。所謂比推力,就是火箭在單位時(shí)間內(nèi)消耗單位推進(jìn)劑,所產(chǎn)生的推力。龍樂(lè)豪說(shuō):“常規(guī)的四氧化二但/偏而家肼推進(jìn)劑,比推力最高不到280秒,液氧/煤油推進(jìn)劑的比推力也就在300至310之間,而液氧/液氧推進(jìn)劑最高能達(dá)到440秒,高下立見(jiàn)。”衡量一型火箭是否先進(jìn),還有一個(gè)關(guān)鍵的指標(biāo):有效載荷系數(shù)。通俗地說(shuō)就是,火箭運(yùn)送衛(wèi)星的重量除以它的起飛重量,得出的系數(shù)。龍樂(lè)豪形象地打了個(gè)比方:“就像2個(gè)舉重運(yùn)動(dòng)員,舉的重量是一樣的,他倆誰(shuí)的體重更輕,誰(shuí)就贏了。火箭也是一樣的道理,同樣的起飛重量,發(fā)射的衛(wèi)星越大,有效載荷系數(shù)越大,火箭就越先進(jìn)。當(dāng)時(shí)長(zhǎng)三甲的有效載荷系數(shù)是世界上是第三位。”
這些技術(shù)水平為國(guó)內(nèi)最高、世界一流,使長(zhǎng)三甲系列運(yùn)載火箭成為集高新技術(shù)于一體的品牌和主推產(chǎn)品。
“三兄弟”合力闖市場(chǎng)
長(zhǎng)三甲火箭立項(xiàng)之初的目標(biāo)是實(shí)施我國(guó)第二代衛(wèi)星通訊工程,然而,以龍樂(lè)豪為代表的第一代研制人員卻把目光瞄向了更大的市場(chǎng),他們計(jì)劃在國(guó)際發(fā)射服務(wù)市場(chǎng)上大干一場(chǎng)。
“國(guó)家1985年就提出,要把長(zhǎng)征火箭投入到國(guó)際市場(chǎng),也給我們指明了方向,所以長(zhǎng)三甲研制出來(lái)后,我們不僅要面向國(guó)內(nèi),還要面向國(guó)外。”龍樂(lè)豪說(shuō)。
龍樂(lè)豪回憶,長(zhǎng)三甲火箭目標(biāo)運(yùn)載能力是2.5噸,與國(guó)際發(fā)射服務(wù)市場(chǎng)還有較大的差距,于是他和伙伴們想到了一個(gè)好的技術(shù)途徑:上改下捆,先改后捆。先研制一個(gè)基礎(chǔ)型號(hào)——長(zhǎng)三甲,然后再通過(guò)捆綁不同數(shù)量的助推器,使火箭在地球同步軌道的運(yùn)載能力從2.5噸延伸到5.5噸,形成一個(gè)布局合理的火箭“小家族”, 截至目前,長(zhǎng)三甲系列火箭家族滿足了國(guó)際上大多數(shù)衛(wèi)星的需求。其運(yùn)載能力在當(dāng)時(shí)與美國(guó)、歐空局的火箭旗鼓相當(dāng)。
龍樂(lè)豪說(shuō):“這‘三兄弟’中,‘大哥’長(zhǎng)三甲體力最小,‘二哥’長(zhǎng)三乙力氣最大,‘三弟’長(zhǎng)三丙次之,你想打什么樣的衛(wèi)星,都沒(méi)問(wèn)題。”
長(zhǎng)征三號(hào)甲系列火箭是長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭高強(qiáng)密度發(fā)射的“主力”,也是我國(guó)目前高軌道上發(fā)射次數(shù)最多、成功率最高的火箭系列。截至目前,北斗工程從一期到三期,探月工程從嫦娥一號(hào)到嫦娥四號(hào)全部由長(zhǎng)三甲系列火箭實(shí)施發(fā)射,共將43顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星、4顆嫦娥探測(cè)器成功送入預(yù)定軌道。
截至2018年12月,長(zhǎng)三甲系列火箭已先后承擔(dān)了20多次國(guó)際商業(yè)發(fā)射任務(wù),為多個(gè)國(guó)家和地區(qū)發(fā)射了衛(wèi)星,全部取得了圓滿成功,其創(chuàng)造的效益占到了院全部國(guó)際商業(yè)發(fā)射任務(wù)收入的50%以上。其中,鑫諾一號(hào)衛(wèi)星的發(fā)射服務(wù)項(xiàng)目使長(zhǎng)三甲系列火箭打開(kāi)了歐洲市場(chǎng),首次與法國(guó)合作發(fā)射通信衛(wèi)星,實(shí)現(xiàn)了與歐洲一流國(guó)際公司的接軌。在尼日利亞衛(wèi)星項(xiàng)目中,首次實(shí)現(xiàn)了整星出口,首次以在軌交付方式為國(guó)際用戶提供宇航系統(tǒng)集成的一攬子服務(wù),特別是“老撾一號(hào)”星發(fā)射任務(wù),型號(hào)隊(duì)伍探索了一條從航天制造、發(fā)射、地面到系統(tǒng)應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈的“一站式”服務(wù)之路。
時(shí)代在進(jìn)步,技術(shù)在發(fā)展,未來(lái)隨著火箭更新?lián)Q代,長(zhǎng)三甲系列也終將退出歷史舞臺(tái),衍生出新的型號(hào)。龍總堅(jiān)定地說(shuō):“青出于藍(lán)而勝于藍(lán),相信它的后續(xù)型號(hào)一定能夠繼承發(fā)揚(yáng)長(zhǎng)三甲系列的優(yōu)良基因、充分汲取新一代火箭的新成果,從中國(guó)的‘金牌’創(chuàng)新發(fā)展成世界‘金牌’,在未來(lái)人類(lèi)飛離地球、移民宇宙的偉大征程中承擔(dān)主導(dǎo)作用。