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我国最高火箭创造“一箭双星”新高度

2021-12-24 10:48:55      点击:183    评论:0      来源:科技日报

北京时间2021年12月23日18时12分,我国在文昌发射场用长征七号改运载火箭,成功将试验十二号卫星01星、02星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。

试验十二号卫星01星、02星主要用于空间环境探测及相关技术试验。此次任务是长征系列运载火箭的第402次飞行。

随着我国航天技术的不断发展,高轨道卫星发射重量将达到6吨至7吨左右,而目前我国高轨道发射主力运载火箭地球同步转移轨道运力为5.5吨。今年3月刚加入长征火箭家族的长七改火箭,是我国新一代中型高轨液体运载火箭,地球同步转移轨道运载能力不低于7吨,填补了我国运载火箭高轨道5.5吨至7吨运载能力的空白。

一院长七改火箭主任设计师魏远明介绍,通常一箭多星发射任务都是1颗主星配合搭载卫星发射。由于长七改火箭运力充沛,本次任务要挑战我国首次新一代运载火箭“一箭双主星”高轨发射。

为了在有限的整流罩空间内合理容纳这2颗卫星,设计人员采用了串联布局,打造了外支撑整流罩,并且通过新研复合承力倒锥和高整体机加卫星支架,有效提升了整流罩内可用包络空间,使任务实施成为可能。同时研制团队还进一步优化设计,在火箭末级中新增液位数字处理器,实现液氧流量调节功能,增加了推进剂可用剩余量,提高运载能力裕度。

由于“双星”任务需要,长七改遥三火箭全长达60.7米,比年初发射的长七改遥二火箭高出了0.6米,是我国目前在飞的最高火箭。

该火箭芯一级、芯二级直径3.35米,芯三级直径3米,助推器直径2.25米。其长细比(芯级长度/芯级直径)约18,也是国内长细比最大的火箭。又细又长的外形,意味着火箭姿态稳定性设计难度加大。

研制团队通过全箭模态试验掌握了火箭弹性频率,在此基础上开展控制系统姿态控制参数设计,并通过数学仿真和半实物仿真验证,确保火箭姿态稳定和控制精度。

魏远明说,此次任务从2020年3月开始论证,2021年10月完成总装和所有研制试验。为了确保研制节点,研制团队紧前策划,严格过程控制,充分利用仿真手段保证设计不出现重大反复。

尽管时间紧、任务重,但设计人员依然根据任务特点,专门策划了13项大型试验,对双星整流罩新研部段及联合操作等进行了充分验证,不仅验证了火箭总体方案的正确性,也为发射场相关测试操作顺利开展了打下了坚实基础,同时优化试验项目、试验顺序,缩短了试验总周期。