“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(zhàn)
“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(zhàn)
◎付應(yīng)麗 本報記者 付毅飛 崔 爽
6月17日9時22分,由航天科技集團有限公司所屬中國運載火箭技術(shù)研究院(以下簡稱火箭院)抓總研制的長征二號F遙十二運載火箭劃破蒼穹,成功將載有3位航天員的神舟十二號載人飛船送入預(yù)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(fā)射取得圓滿成功,為后續(xù)任務(wù)順利實施奠定了堅實基礎(chǔ)。
航天員“專列”迎戰(zhàn)高密度發(fā)射
素有“神箭”美譽的長二F火箭,是專門為我國載人航天工程研制的火箭,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天工程“三步走”戰(zhàn)略,共執(zhí)行十余次任務(wù),將12名、17人次航天員送入太空。
2021年是我國載人航天工程空間站在軌建造任務(wù)開局之年,長二F火箭今明兩年計劃執(zhí)行4次發(fā)射任務(wù),發(fā)射密度前所未有。未來幾年,長二F火箭還將繼續(xù)以每年兩發(fā)的高頻率執(zhí)行發(fā)射任務(wù),在我國空間站在軌建造、運營過程中擔(dān)綱重任。
為迎戰(zhàn)高密度發(fā)射,中國航天史上這輛技術(shù)最復(fù)雜、可靠性和安全性最高的航天員“專列”,進行了多項技術(shù)改進,其可靠性和安全性再上新臺階。
火箭可靠性刷新紀(jì)錄
據(jù)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(shù)狀態(tài)更改,其中有70余項與可靠性提升相關(guān)。這些改進不涉及重大技術(shù)狀態(tài)變化,主要是為了消除薄弱環(huán)節(jié)。
如針對發(fā)動機點火失效風(fēng)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(jù)位置不同,對發(fā)動機二級游機推力室噴注口提出更加精細(xì)的角度設(shè)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……
每一處改進背后都有無數(shù)次的理論分析、數(shù)學(xué)仿真和試驗驗證。這支精益求精的隊伍最終將長二F火箭的可靠性從指標(biāo)要求的0.97提升到0.9894,再次刷新其自身紀(jì)錄,處于世界前列。
保證航天員安全“萬無一失”
長二F遙十一火箭在發(fā)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(fā)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(fā)意外情況,逃逸系統(tǒng)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(fēng)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(fēng)險。研制人員在現(xiàn)有的控制逃逸發(fā)動機的基礎(chǔ)上,通過對軟件進行調(diào)整,新增發(fā)動機點火功能,使逃逸飛行器可以向垂直于地面風(fēng)的方向逃逸,更加安全靈活!氨热缯f,地面刮的是南風(fēng)或北風(fēng),現(xiàn)在我的逃逸能力提升了,可以提前選擇與南風(fēng)或北風(fēng)垂直的東方向逃逸,避開地面風(fēng)。”火箭院長二F火箭總體主任設(shè)計師常武權(quán)說。
逃逸系統(tǒng)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(quán)通俗地解釋了小數(shù)點后這一串?dāng)?shù)字的意義,“就目前的技術(shù)狀態(tài),長二F火箭需要發(fā)射十萬次,才會有4次逃逸失敗,平均一萬次發(fā)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’更厲害!
首次采用起飛滾轉(zhuǎn)技術(shù)
本次發(fā)射中,長二F火箭還首次采用了起飛滾轉(zhuǎn)技術(shù),更加靈活。
以往,長二F火箭的任務(wù)較為單一,射向基本一致,火箭點火起飛后,經(jīng)過俯仰轉(zhuǎn)彎等姿態(tài)調(diào)整,直接瞄準(zhǔn)一個固定的射向,在一個射面內(nèi)飛行即可。但后續(xù)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。
根據(jù)任務(wù)特點,型號隊伍從火箭自身出發(fā),在載人狀態(tài)的長二F火箭上首次應(yīng)用起飛滾轉(zhuǎn)技術(shù),使火箭起飛后在空中轉(zhuǎn)體,轉(zhuǎn)到合適的角度后,再飛向任務(wù)要求的方向。采用該技術(shù)以后,長二F火箭更加靈活,任務(wù)適應(yīng)能力也進一步提高。
。ǹ萍既請缶迫6月17日電)