11月12日,由中國航天科技集團一院抓總研制的長征七號(以下簡稱長七)遙六運載火箭成功將天舟五號貨運飛船送入預定軌道。
2016年6月25日,我國新一代中型運載火箭長七首飛圓滿成功,標志著中國載人航天工程空間實驗室任務順利開啟。
(資料圖)
幾年來,“五送天舟”的長七火箭已經成為中國載人航天工程中當之無愧的“貨運專列”。
從發射場流程優化到高密度發射,再到可以實現天舟飛船2小時快速交會對接,通過研制團隊的不斷優化調整,長七火箭一次次刷新著“送貨”速度,“貨運專列”向著“貨運高鐵”華麗升級。
“不但要投進,還得是個漂亮的空心球”
本次任務發射前,長七火箭主管彈道設計師張博戎被問到火箭能否精準入軌,幫助天舟五號貨運飛船實現2小時快速交會對接,他的回答充滿自信:“如果是在長七遙一運載火箭發射時,這個問題我不敢這么說,但現在我可以肯定地告訴你,可以!”
長七火箭實現高精度入軌,是天舟貨運飛船與空間站組合體能夠快速交會對接的基礎。
空間站建造階段11次發射任務環環相扣,交會對接任務對火箭發射入軌精度本身就有著很高的要求。對長七火箭而言,把貨運飛船送到預定軌道后,繞地球飛行一圈的周期大約是5400秒,而長七火箭的入軌精度偏差不能超過4秒,在我國現役運載火箭中入軌精度要求最高。
為此,長七火箭采用高精度激光陀螺和光纖陀螺慣性測量組合的設計方法。在飛行過程中,控制系統能夠快速為火箭規劃出最佳飛行路線;“迭代制導技術”還可以幫助火箭提前預見偏差,實時修正,保證入軌精度。
長七遙五運載火箭發射成功后,研制團隊接到了要執行2小時快速交會對接任務的技術需求。對于此次任務,張博戎形容:“以前要準確投籃入筐,現在不但要投進,還得是個漂亮的空心球。”
經過近3個月的數據分析和偏差修正,研制團隊最終將火箭各系統綜合性能再次提升,以優異的表現完成了任務。
“從質量到流程,我們都要精益求精”
今年5月10日凌晨,長七遙五運載火箭從海南文昌發射場升空,拉開了我國空間站建造大幕。那次任務讓發射試驗團隊的隊員們感觸頗深。
“以前是發射前12個小時進入發射流程,而我所在的崗位則要連續工作13個半小時,高負荷連續工作對大家的體能是個不小的考驗。”火箭供氣系統主管設計師陳山說,得益于發射場流程優化,他那次在崗時間縮短了4小時。工作時長的減少讓大家輕松了不少。
同樣在那次任務中,火箭研制團隊通過射前流程優化和可靠性提升等17項技術狀態變化,讓測試、發射周期由原來的31天縮減到27天,長七火箭首次實現在一個月內完成測試、發射任務。
長七火箭低溫模塊多,發射前流程復雜。火箭總體主任設計師邵業濤說:“打一發進步一發,是我們一直以來堅持在做的事。長七火箭的發射流程從首飛時的40多天縮短到一個月內完成,得益于研制團隊對每一次測試發射數據的不斷積累和分析研判。”
地面系統恢復節省時間2.5天,火箭產品出箱工作流程由3天壓縮至2天,測試流程時間誤差精確到10分鐘以內,發射日流程壓縮4小時……時間在壓縮,發射的可靠性、測試的覆蓋性不變。“從質量到流程,我們都要精益求精。”邵業濤說。
在11月12日實施的長七遙六運載火箭發射任務中,研制團隊同樣在不到一個月的時間里完成了測試發射流程。收集好這次的發射數據,他們又開始了下一次發射的流程優化分析,未來要用更快的速度、更高的可靠性將“快遞”穩穩送到空間站。
無懼高密度發射考驗
當長七遙六運載火箭一飛沖天時,千里之外的天津火箭公司總裝測試廠房里,長七遙七運載火箭已經在進行出廠前的總裝測試了。
長七火箭是我國現役火箭中模塊最多、總裝流程最復雜的火箭,從4到6個月裝一發箭,到現在的2個月裝一發箭,總裝測試團隊也在全力奮戰。
為給火箭總裝提速,長七火箭總裝車間全體成員梳理總結出130項測試總裝要點,并針對不同項目對全員總裝技能進行打分,由得分高的人對得分較低的人進行培訓,大家共同進步,不斷提高操作熟練程度。
“提高操作熟練程度是一方面,工藝流程優化、數字化手段的應用也必不可少。”火箭總裝工藝組組長國冰介紹,從成立專門的物資組,到多項流程并行、細化分工、數字化掃描取樣……一項項措施讓長七火箭總裝測試不斷提速。“我們正在論證建設專業化生產線,建成后能給總裝速度帶來很大提升。”他說。
進入空間站運營階段后,長七火箭還將保持每年至少2次的發射頻次。同時它將攜手具備高軌發射能力的長七甲火箭,成為中國未來航天發射任務的“主力軍”。面對高密度發射考驗,研制團隊將在更快、更強、更可靠的道路上不斷前行。
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