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“金牌火箭”是怎样炼成的

发布时间:2019-05-03 14:54:58 来源:http://www.dun-chang.com

2019年4月20日,长征三号乙运载火箭,将北斗三号卫星成功送入预定轨道。这一刻,长征三号甲(简称长三甲)系列运载火箭发射次数正式刷新为“100”,并由此成为我国首个发射次数突破100次的单一系列运载火箭。

据中国运载火箭技术研究院长三甲系列运载火箭总指挥岑拯介绍,其几乎包揽了我国绝大多数高轨道航天器发射任务,是长征系列运载火箭高强密度发射的主力,是我国目前高轨道上发射次数最多、成功率最高的“金牌火箭”系列。

长三甲系列运载火箭第100次点火发射。史 啸摄

起点非凡,书写“金字招牌”

作为我国主力高轨道运载火箭,长三甲系列运载火箭(由长三甲、长三乙和长三丙三种低温液体运载火箭组成),承担着发射北斗导航卫星、月球探测器和通信卫星等重要任务。自1994年2月8日长三甲运载火箭首飞以来,这一系列运载火箭始终奋战在国家重大航天任务一线。截至目前,北斗工程从一期到三期,探月工程从嫦娥一号到嫦娥四号,全部由其实施发射,共将48颗北斗导航卫星、4颗嫦娥探测器成功送入预定轨道。

“为什么这一系列运载火箭能有如此长期、稳定、可靠的表现呢?”中国工程院院士、中国运载火箭技术研究院长征系列运载火箭高级顾问龙乐豪介绍,这正是因为在设计之初就坚持了国际一流的标准。

为使这一系列运载火箭的总体技术性能达到一流,设计人员在继承长征三号运载火箭成熟技术的同时,在设计中采用了超过60%的新技术。其中重要项目共108项,重要技术创新项目22项,重大关键技术项目4项,使这一系列运载火箭真正达到了世界一流水平。

跻身海外,练就“国际范儿”

1985年10月,我国宣布长征火箭投入国际卫星发射服务市场。当时国际市场上最为活跃、需求最大的是能发射高轨道的地球同步通信卫星的火箭,而我国能够发射这种卫星的只有长征三号火箭。它的地球同步转移轨道运载能力最大也只有1.5吨,在国际市场上缺少竞争力。

我国改革开放国家战略的实施,使我国火箭发射服务跨出了走向世界的第一步。紧跟国内外市场需求,将发射外国的重型商业卫星作为我国大型运载火箭研制的牵引力,为长三乙运载火箭的诞生提供了“新动能”。

龙乐豪院士说:“长三乙运载火箭是改革开放的产物,也可以说是长征火箭走向国际市场的硕果。”

按照长三甲系列化研制的思路,长三乙是三级大型液体捆绑式高轨道重型运载火箭,是我国当时运载能力最强、技术最先进、构成最复杂的运载火箭,可满足当时国内外发射通信卫星的需要。

1992年,在长三甲运载火箭尚未首飞、长三乙运载火箭国家尚未立项的情况下,技术团队携带长三乙运载火箭的设计图纸,奔走于美欧航天大国游说。努力终得回报:国际通信卫星组织与之签订了发射服务合同,决定用中国的长三乙运载火箭于1995年底前后,将美国制造的卫星发射至地球同步转移轨道。

此后的一年时间里,他们用同样的方式签订了多个发射美国、欧洲卫星的合同,从而牵引长三乙运载火箭在不到3年时间内完成国家立项。

伴随改革开放,长三甲系列运载火箭积极走向国际市场,在用中国火箭技术服务世界的同时,也在国际合作中不断提升长三甲系列“金牌火箭”的综合性能。从上世纪90年代开始,长三甲系列运载火箭在接口设计上充分考虑了与国际卫星的兼容性,实现了与美国、欧洲等国家和地区制造的卫星完全兼容,在发射、服务、技术等方面能够满足国内外用户的需求。同时,依靠火箭可靠性高、履约能力强等优势,在国际发射市场上占据了一席之地。

据统计,截至2018年12月,长三甲系列运载火箭已先后承担16次国际商业发射任务,为多个国家和地区发射卫星,全部取得圆满成功。

当前,长三甲系列运载火箭正借力国家“一带一路”倡议和双边多边合作机制,积极拓展航天应用领域,探索从航天制造、发射、地面到系统应用的全产业链“一站式”服务,面向全球提供发射服务、整星出口、技术转让与培训、地面站建设等商业航天一揽子解决方案,以更加自信、更加开放的形象,在国际商业航天市场的激烈竞争中抢得先机。

需求牵引,打造“生命工程”

随着中国探月工程和北斗导航工程的立项研制,长三甲系列运载火箭迎来了更大挑战。

“正是靠‘需求牵引、创新驱动’,才使得长三甲系列运载火箭成为名副其实的‘金牌火箭’。” 中国科学院院士、中国航天科技集团一院长三甲系列运载火箭总设计师姜杰表示,在探月工程中,火箭实现了“零窗口”发射技术、“多窗口”发射技术、地月转移轨道发射技术等突破,拓展了长征火箭发射能力;在北斗工程中,火箭又突破了多项关键技术。

近些年,中国航天事业发展势头迅猛,长三甲系列运载火箭功不可没。2018年,其执行14次年度发射任务,创造了中国航天单一型号年度发射次数最多的纪录。在80天内执行了5次发射任务,单发任务周期16天,创造了中国航天单一型号高密度发射纪录。

研制团队不断开展运载火箭技术改进和产品设计,工艺和过程质量严格控制,增强火箭的技术适应性和强壮性,持续提升产品质量与可靠性水平。不断探索新形势下我国运载火箭的研发模式,提出了火箭“去任务化”组批生产、多任务并行出厂发射等创新模式和有效方法。这一努力,为高密度发射任务的圆满完成和运载火箭管理技术的创新发展奠定了坚实基础。

尽管功勋卓著,但其发展并非一帆风顺。1996年2月15日,长三乙运载火箭首飞遭遇重大失利:因一个焊接点虚接,导致控制整个火箭的惯性平台失效,火箭按照错误的姿态信号进行姿态纠正,最终坠毁。

卧薪尝胆,重整旗鼓再战。研制团队围绕设计、生产、产品控制、研制管理等工作进行全面复查,完成了12类、122项试验,提出44项、256条改进措施,从而确保了后续飞行试验皆获成功,也由此衍生出了著名的“双五条归零”制度。

1997年8月20日,仅仅过了1年多时间,长三乙运载火箭又一次矗立在西昌卫星发射中心的发射塔架上,以连续3次的成功发射,扭转了中国航天的被动局面,挽回了长征系列运载火箭的声誉。

100次发射仅仅是个里程碑。未来,长三甲系列运载火箭还将不断创新,为成就中国航天强国梦想做出更大贡献。

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