11月5日10:19,搭載廣目地球科學衛星的“長征六號”遙八運載火箭,在太原衛星發射中心升空,將衛星順利進入預定軌道,又是一個圓滿成功!看似很平常的一次發射,其實很不簡單,從遙八開始,“長六”正式進入2.0時代,又創造了多項國內第一!
我國首枚全鋰電池長征火箭
“長六”遙八採用了全箭鋰離子電池供電技術,透過配備3臺鋰電池組實現箭上線上充電,這是長征火箭的首次。鋰離子電池具有長迴圈壽命、使用便捷等優點,前者使其能參與全箭出廠測試,提高對電池的測試覆蓋性;後者使其裝箭後不需要反覆拆裝,可以減少在靶場的操作專案,滿足快速響應使用要求。另外,在鋰電池組內部還設定了熱敏電阻以檢測溫度,地面裝置透過讀取溫度資料實現控制通斷,提高了電池可靠性。
“長六”配備了具備箭上自主配電技術的的“配電大腦”,可根據地面主控計算機的指令控制箭上供電轉電,還可以採集供電電壓、配電狀態及電池溫度等重要資料。該技術極大地簡化了箭地介面以及地面測發控和測量系統結構,減輕箭上裝置電纜重量,進一步提高了火箭運力[1]。
國內首創自主瞄準+自主定向,省力省時!
“長六”遙八採用智慧全自主對準,在不依賴任何地面裝置的前提下即可實現角分級自動尋北,具備全自主定向能力,簡化了靶場流程。需要指出的是,角分級的瞄準精度只能算中等,因為現在的瞄準儀精度可達0.5角秒(1度=60角分=3600角秒)。瞄準精度對於火箭入軌精度影響很大,每偏差0.1度會導致入軌點偏移幾百千米。不過,傳統依靠人工進行的瞄準定位工作耗時長、工作量大,依靠自動化方式實現中等精度的瞄準定向已經是一個不錯的成績,適合需要快速響應的商業發射。
國內首配十表光纖慣組,火箭看得更準了!
捷聯慣組是運載火箭控制系統裡唯一的高精度慣性測量組合,負責測量箭體相對空間的速度和加速度,經過座標變換和計算機計算後,可得到箭體的各種導航資訊。捷聯慣組就像是運載火箭的“眼睛”,能提供精準判別的能力,能夠清晰地洞察自己的飛行軌跡。
相比於“長六”第一批次的雙八表捷聯慣組(八表鐳射慣組+八表光纖慣組),“長六”2.0採用的“全冗餘可重構十表光纖陀螺捷聯慣性測量組合”使用最新的表頭冗餘可重構技術,是控制系統技術創新和冗餘的關鍵,在保證可靠性的前提下,控制系統減少了一臺慣組,一舉多得,降低了研製成本,簡化了靶場操作,並將火箭運力提升了20kg。
相較於八表慣組,十表慣組可靠性提升了一個數量級,單表精度提升了5倍多,控制系統成本降低了20%以上。同時,十表光纖慣組作為新一代型譜通用化產品,具備多種對外輸出介面,推廣應用潛力巨大[1]。
國內率先採用64位箭載計算機,火箭更聰明瞭!
“長六”遙八配備了自主研製的新型64位箭載計算機,可消除運算截斷誤差,將長時導航的結果精度從百米級進一步提升至十米級。64位箭機算力效能大幅提升,可以應對未來各類演算法更新的需求。
該64位箭機已經用上了“中國芯”,系統穩定性顯著提升。同時,箭機飛行程式軟體也進行了大幅升級,可適配十表慣組、自對準等新型控制技術,自身也透過最大化設計以及靈活、可靠的資料結構,可以相容不同任務狀態和不同制導方式,64位箭機和新飛控軟體的成功應用,使“長征六號”運載火箭大步邁入了2.0時代[1]!
在“長六”1.0時代,從火箭總體構型最佳化到總體佈局方案的確定,研製團隊共確定了以12項重大關鍵技術為代表的90項關鍵技術,創造了多達6個大項的國際國內首次。其中,高比衝、大推力、無毒環保的液氧煤油發動機(YF-100),“三平”測發模式(水平整體測試、水平整體星箭對接、水平整體運輸起豎發射),大溫差共底貯箱,排放率達97%、能存貯和管理推進劑的球形金屬膜片貯箱以及減重25%、有全透波能力的衛星整流罩方案都是國內運載火箭領域首次運用,而氧箱自生增壓技術更是屬於國際首創。
到了遙八開啟的2.0時代,“長六”研製團隊發揮敢為人先的傳統,勇敢創新,再次在技術大項上創造了4項國內第一,讓我們看到了“長六”創新和引領的決心。透過對一些先進技術的應用,“長六”對國內新一代火箭形成了帶頭示範作用,也利於整體技術水平的提高。同時,十表光纖慣組等型譜化通用化產品的推出,還可以透過對外輸出支援國內商業航天的發展壯大!
作者:大白高國
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參考資料
[1]部分引自上海航天https://mp.weixin.qq.com/s/hIbqZtoQgskSUojvntvmpg