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航天+海工,我國首創(chuàng)海上發(fā)射一箭七星

來源: imarine 發(fā)布時間:2019-06-06 11:44:20 分享至:

2019年6月5日12時06分,長征十一號運載火箭在我國黃海海域成功實施首次海上發(fā)射,以“一箭七星”方式,將七顆衛(wèi)星送入預(yù)定軌道,填補了我國運載火箭海上發(fā)射空白。

由于火箭在飛行過程中會多次進行艙段的分離,上世紀六七十年代建立的內(nèi)陸火箭發(fā)射場周邊的火箭殘骸落區(qū)不再是絕對的無人區(qū)。因此在設(shè)計火箭的飛行軌跡時,寧可犧牲運載能力也要盡量避開村鎮(zhèn)。同時,在每次發(fā)射任務(wù)之前,還要將落區(qū)內(nèi)百姓疏散到安全地帶,保障人員安全。這給當?shù)匕傩諑順O大的不便,也增加了火箭發(fā)射的經(jīng)濟成本和工作難度。采取海上發(fā)射,靈活選擇發(fā)射點,航落區(qū)(航區(qū)和殘骸落區(qū))大多為公海,有效解決航落區(qū)安全性問題。

在臨近赤道的地方發(fā)射衛(wèi)星,不僅能節(jié)省衛(wèi)星調(diào)姿變軌的燃料,還會最大限度地利用地球自轉(zhuǎn)的力量,為火箭省力,進一步提高火箭的運載能力,有效降低火箭發(fā)射和衛(wèi)星運營成本。

長征十一號海上發(fā)射可有效填補0至19度傾角衛(wèi)星發(fā)射能力空白。衛(wèi)星的發(fā)射傾角是指衛(wèi)星發(fā)射方向與赤道的夾角,所以衛(wèi)星能達到的最小軌道傾角其實就是所在發(fā)射場的緯度。我國目前緯度最低的發(fā)射場是位于北緯19度左右的文昌航天發(fā)射場,而一旦衛(wèi)星的設(shè)計發(fā)射傾角小于19度,甚至到零度,將在發(fā)射入軌過程中損耗大量能量,進而降低衛(wèi)星壽命。

而海上發(fā)射,就能夠自由選擇火箭發(fā)射的緯度,讓在零緯度的赤道發(fā)射不再是夢! 

海上發(fā)射好處多,難度也大。一院長十一火箭副總設(shè)計師管洪仁介紹,本次任務(wù)具有技術(shù)新、環(huán)境新、流程新、模式新特點,成功的背后離不開技術(shù)能力和管理能力的提升。

管洪仁說,相比陸基發(fā)射臺,起伏波動的海上平臺給發(fā)射帶來了新的技術(shù)考驗,為此任務(wù)團隊采用了一種特殊的瞄準技術(shù)和動態(tài)條件下的發(fā)射技術(shù),來應(yīng)對發(fā)射新環(huán)境。

在常規(guī)發(fā)射任務(wù)中,火箭的控制和監(jiān)測信號通過有線通信系統(tǒng)傳輸,而在海射任務(wù)中,只能通過無線傳輸形式來實現(xiàn),因此長征十一號運載火箭也成為國內(nèi)首枚采用無線測發(fā)控技術(shù)實施發(fā)射的火箭。

以往火箭的飛行安全控制需要地面人員監(jiān)測和控制,本次任務(wù)則是由火箭自身根據(jù)飛行情況,實時自主判斷,這是我國火箭首次實現(xiàn)自主安全控制。

此外,過去長十一火箭都是分幾個部分運往陸基靶場,在靶場完成組裝、測試,而本次任務(wù)沒有專用火箭測試廠房,全箭對接、衛(wèi)星對接以及測試工作只能前移至總裝廠完成,由此帶來了全新的技術(shù)流程和運輸模式。

首先,要有一枚火箭一個海上發(fā)射平臺。

對火箭而言,如果選用固體運載火箭,則具有操作使用方便等優(yōu)勢,但是運載能力受限;

如果選用液體運載火箭,發(fā)射適應(yīng)性更強,但是操作使用必然復(fù)雜。

因此,固體和液體火箭都是可行的選擇,只是研制難度不同而已。

對發(fā)射平臺而言,則要求發(fā)射平臺噸位大、穩(wěn)定性好,能夠適應(yīng)火箭發(fā)射環(huán)境。

隨著造船技術(shù)的發(fā)展,目前大型船舶企業(yè)具有足夠的技術(shù)儲備開展海上移動發(fā)射平臺研制。

其次,海洋環(huán)境適應(yīng)性是需要著重考慮的問題。

在海上發(fā)射過程中,運載火箭需要承受海洋運輸環(huán)境、自然環(huán)境、海況影響,尤其是鹽霧、霉菌等具有海洋特點的自然環(huán)境會直接影響運載火箭設(shè)備選型和試驗條件制定。

第三,運載火箭是在陸地發(fā)射場地面垂直發(fā)射,瞄準點及大地方位均可以提前測得。

對于運載火箭的海上發(fā)射,需要開展長時間航向保持、動態(tài)方位傳遞等動基座瞄準技術(shù)研究及試驗驗證。

最后,火箭位于發(fā)射平臺上,為了保障平臺上火箭及人員安全在組織發(fā)射過程中,要研究解決火箭運輸、起豎、對接、加注當中的自動化問題,優(yōu)化測試發(fā)射程序,實現(xiàn)無人值守發(fā)射。

國際上上一次進行海上發(fā)射,還是在2014年。由俄羅斯、美國、烏克蘭、挪威等國共同出資成立的海上發(fā)射公司,1995年成立,期間經(jīng)過多次重組,自首飛開始至2014年,共執(zhí)行36次發(fā)射任務(wù),其中32次成功,1次部分成功,3次失敗,成功率為88.89%。

因此,盡管此前已有先例,但是近五年的時間里,海上發(fā)射一直無人問津?!伴L十一”這一次的海上首秀,實現(xiàn)了“航天+海工”的技術(shù)融合,突破海上發(fā)射穩(wěn)定性、無線通信可靠性等關(guān)鍵技術(shù),全面驗證海上發(fā)射技術(shù)流程,為我國后續(xù)大規(guī)模的海上發(fā)射奠定了基礎(chǔ)。 

船舶與海洋工程是中國制造2025的明確扶持項目,這次的發(fā)射平臺就是一個巨大的海工平臺。航天+海工帶來的創(chuàng)新必將助力中國的復(fù)興之路。

本文關(guān)鍵詞:一箭七星 標簽:一箭七星
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