——細數(shù)長征三號甲系列運載火箭歷史上的新技術(shù)應(yīng)用
文章來源：中國航天科技集團有限公司 發(fā)布時間：2019-05-08
日前，長征三號甲系列運載火箭在一次次技術(shù)跨越中實現(xiàn)了具有里程碑意義的“百次”發(fā)射，成為我國首個單一型號發(fā)射突破百次的火箭。
25年，100次發(fā)射。翻開歷史畫卷，不難發(fā)現(xiàn)，在一次次技術(shù)創(chuàng)新中，長三甲系列運載火箭開創(chuàng)了我國航天史上多個“首次”。這些新技術(shù)不僅代表著當時國內(nèi)的最高水平，許多還達到了世界一流技術(shù)水平。
我國首個實現(xiàn)系列化、通用化、組合化的火箭
長三甲系列運載火箭技術(shù)起點非常高。按照“系列化、組合化、通用化”的“三化”設(shè)計思想，長三甲、長三乙、長三丙作為一組系列火箭進行模塊化、組合化與整體化優(yōu)化設(shè)計，確定了以長三甲火箭為基本型的發(fā)展模式。
“三化設(shè)計”的發(fā)展理念對長三甲及其發(fā)展型火箭的形成和大型火箭的發(fā)展規(guī)劃，起到了重要的指導作用。長三甲系列運載火箭共同構(gòu)成了早期我國高軌道運載能力最大、適應(yīng)性最強的運載火箭系列，其運載能力可以覆蓋世界上絕大多數(shù)應(yīng)用衛(wèi)星，不僅顯著增強了我國商業(yè)火箭在國際市場上的競爭能力，也為我國未來航天事業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了良好條件。
我國首個采用主從冗余控制系統(tǒng)的火箭
上世紀90年代，長征三號甲火箭研制成功后，進入了工程應(yīng)用階段。為進一步提高火箭可靠性，研制人員經(jīng)過8年多的艱苦努力，2006年平臺加激光慣組的主從冗余控制系統(tǒng)在長三甲火箭上成功應(yīng)用飛行。
據(jù)了解，控制系統(tǒng)級冗余技術(shù)是一項國際先進的復(fù)雜技術(shù)，大大提高了火箭飛行可靠性。如今，長征系列運載火箭幾乎都開展了冗余控制系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用，為中國航天高密度發(fā)射持續(xù)成功打下了堅實基礎(chǔ)。
我國首個應(yīng)用“雙激光慣組加衛(wèi)星導航技術(shù)”的火箭
2013年12月2日，長三乙火箭成功將嫦娥三號月球探測器送入太空，入軌精度極高，正中萬里之外的“靶心”。
“火箭需要將它直接送入近地點200公里、遠地點38萬公里的地月轉(zhuǎn)移軌道，這對入軌精度提出了很高的要求。”航天科技集團一院長三甲系列運載火箭總設(shè)計師姜杰介紹：“如果把火箭發(fā)射比做‘打靶’，這次任務(wù)必須打十環(huán)。”
姜杰帶領(lǐng)科研人員首次采用了“雙激光慣組加衛(wèi)星導航修正”的復(fù)合制導技術(shù)。她解釋道：“就像給火箭安了兩只‘眼睛’，一只眼睛讓火箭按照設(shè)計好的軌道飛行，另一只眼睛精確計算最佳途徑，隨時修正。”
我國首個采用低溫發(fā)動機不分解交付技術(shù)的火箭
火箭發(fā)動機校準試車后不分解交付是氫氧發(fā)動機研制史上具有里程碑意義的一項技術(shù)。
長三甲系列運載火箭三級氫氧發(fā)動機校準試車后不分解技術(shù)的研究與應(yīng)用，突破了發(fā)動機整體真空干燥和整體檢漏新技術(shù)，并建立了適用于校準試車后不分解交付的一整套檢查方法和驗收標準。
實施校準試車不分解交付后，火箭消除了發(fā)動機早期失效風險，保證了結(jié)構(gòu)可靠性；消除了發(fā)動機校準試車后分解再裝造成的性能再現(xiàn)性偏差，提高了發(fā)動機可靠性；縮短了裝配周期，節(jié)省了發(fā)動機分解再裝費用。
我國首個實現(xiàn)“零窗口”發(fā)射的低溫火箭
2007年10月24日，長三甲火箭將嫦娥一號送入太空，實現(xiàn)了中國首次月球探測活動，同時首次實現(xiàn)了“零窗口”發(fā)射。
“零窗口”指的是在預(yù)先計算好的發(fā)射時間，分秒不差將火箭點火發(fā)射。據(jù)長三甲系列運載火箭總體主任設(shè)計師胡煒介紹，在這個時刻發(fā)射，衛(wèi)星能夠準確進入預(yù)定軌道，節(jié)省了軌道修正的推進劑消耗，從而為后續(xù)工作留下更多動力。
胡煒說：“當時，我國低溫火箭還沒有準確實施‘零窗口’發(fā)射的先例，各系統(tǒng)崗位人員在星箭測試、氣象研判、燃料加注等各個環(huán)節(jié)，追求零失誤、零差錯、零故障、零缺陷、零遺漏，確保發(fā)射萬無一失。”
當日18時05分04秒，我國首次探月任務(wù)完美實現(xiàn)“零窗口”發(fā)射，創(chuàng)造了航天發(fā)射史上的“中國奇跡”。
我國首個采用雙向風補償、起飛滾轉(zhuǎn)技術(shù)的火箭
我國西昌衛(wèi)星發(fā)射中心的高空風風向主要是西向，以往執(zhí)行東射向任務(wù)只需進行單向風補償（調(diào)整俯仰程序角）即可滿足發(fā)射要求。
隨著我國北斗導航工程的不斷推進，為適應(yīng)北斗二號任務(wù)需求，長三甲系列運載火箭進行了雙向風補償軌道設(shè)計，制定了4條風補償程序，射前根據(jù)高空風預(yù)報情況進行選擇即可，極大地提高了火箭的發(fā)射適應(yīng)能力。
我國首個采用天基測量和5兆碼速傳輸技術(shù)的火箭
2014年10月24日，長三丙改二型火箭迎來首飛，圓滿完成了探月工程三期再入返回飛行試驗器發(fā)射任務(wù)。
據(jù)專家介紹，這次任務(wù)首次實現(xiàn)了我國現(xiàn)役運載火箭測量技術(shù)的升級換代。長三丙改二型火箭采用了天基測量技術(shù)，即通過天基中繼星向地面技術(shù)人員傳輸火箭飛行過程的實時遙測數(shù)據(jù)，對飛行中的火箭進行全程實時測控。同時，最新的高碼速傳輸技術(shù)可增加測量點、提高數(shù)據(jù)傳輸速度、增大數(shù)據(jù)傳輸量，與天基測量技術(shù)一起，保證地面技術(shù)人員即時掌握火箭的飛行動態(tài)，進一步降低測控盲區(qū)。
這次發(fā)射，火箭首次采用了5兆碼速率的傳輸技術(shù)，可以測量更多的環(huán)境參數(shù)，如振動、沖擊等高頻參數(shù)，對觀察火箭飛行的狀態(tài)、掌握火箭飛行環(huán)境提供了更多依據(jù)。
測量技術(shù)的升級換代推動了我國無線遙測傳輸技術(shù)的發(fā)展，將我國現(xiàn)役運載火箭測量技術(shù)帶入了高碼速時代，為我國新一代運載火箭數(shù)據(jù)獲取與傳輸技術(shù)創(chuàng)新奠定了基礎(chǔ)。
我國首個開展組批生產(chǎn)、首次實現(xiàn)兩枚火箭發(fā)射場并行測試工作的火箭
隨著中國探月工程和北斗導航工程的立項研制，長三甲系列火箭迎來了更大挑戰(zhàn)。為應(yīng)對高密度發(fā)射任務(wù)，長三甲系列火箭應(yīng)用了一些創(chuàng)新模式和有效方法。
長三甲系列運載火箭研制團隊通過壓縮發(fā)射隊伍規(guī)模，優(yōu)化發(fā)射場測試發(fā)射流程，開展“去任務(wù)化”設(shè)計，實施遠程快速協(xié)同設(shè)計，交叉并行作業(yè)等，確保了一支隊伍能夠同時承擔兩枚火箭發(fā)射任務(wù)，使火箭研制生產(chǎn)能力從一年2－3枚提高到8－10枚；發(fā)射周期從60天減少到21天，發(fā)射隊伍從300人降到150人左右，為高密度發(fā)射任務(wù)的圓滿完成和運載火箭管理技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。
【責任編輯：王鈺】
