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亮點3
指標提高3倍保入軌精度
火箭點火升空后,之所以能夠按預定軌跡飛行,并最終能夠精確地將目標送入預定軌道,主要靠火箭的控制系統來完成整個過程。
荊木春說,為了完成這次交會對接任務,入軌的精度要求有了很大的提高,有些指標比原來提高近三倍。“為了滿足要求,火箭控制系統首次使用了迭代制導方式。”除了整流罩,發射“天宮”和發射“神八”的火箭狀態基本是一致的,發射“天宮”時,把參數做了調整,從而保證入軌精度和入軌的姿態。
此外,“長征二號FT1”控制系統的一個重大更改是,取消原先的氣浮陀螺平臺,采用兩套慣組作為測量裝置。這樣一來,火箭不僅增加了運載能力,更重要的是可以更好地滿足火箭在俯仰偏航方向上的機動要求。
亮點4
“鋁改鋼”提高火箭可靠性
荊木春說,首次交會對接任務對“天宮一號”的入軌精度并沒有很高要求,但對“神舟八號”的入軌精度要求很高。因此,工程研制人員選擇了兩套制導方案:當發射目標飛行器時,火箭僅采用攝動制導;當發射飛船時,火箭采用“攝動+迭代”組合制導。“打個比方說,家住五環路,工作單位在三環路。攝動制導給你規定好了具體路徑,而迭代制導只是告訴你目的地,并不限制具體路徑。”
據張智透露,“長征二號FT1”研制團隊將動力系統的自生增壓管路的導管材料由鋁合金換成了不銹鋼。火箭結構系統通常稱為箭體結構,多用金屬板材和加強件組成的硬殼、半硬殼式結構。材料多為比強度和比剛度較高、塑性范圍較窄的鋁合金,部分采用不銹鋼、鈦合金和非金屬材料,鋁改鋼提高了火箭的可靠性。
亮點5
“大力士”新型火箭正研制
張智說,一直以來,火箭對可靠性的設計要求都是所有航天系統中最高的。
“其他飛行器,如衛星,在飛行時發生故障,還有一定的時間來進行調整,地面也可以人工參與。”張智說,火箭不行,它的實時性要求非常高,一旦發生故障,必須在幾百毫秒內實施故障隔離,進行系統重組。
另據荊木春介紹,美國和俄羅斯火箭的運載能力都比較大,而我國火箭運載能力相對較小。為確保完成后續發射空間站等任務,我們正在研制更大推力的新型火箭。正在研制的新型火箭,使用的燃料是液氧煤油,從環保角度來講更清潔、更安全。
■ 長征家族族譜
由我國獨立研制的長征系列運載火箭是中國航天的主力運載工具。目前共有長征一號、長征二號、長征三號、長征四號4類(種)國產型號。
長征一號
是一種三級火箭。全長29.86米,最大直徑2.25米,起飛重量81.6噸,起飛推力102噸,能把0.3噸重的衛星送入440公里高的近地軌道。1970年4月24日,長征一號運載火箭成功地將“東方紅一號”衛星送入預定軌道。
長征二號
是一種兩級火箭,全長31.17米,最大直徑3.35米,起飛重量190噸,能把1.8噸的衛星送入距地面數百公里的橢圓形軌道,是中國航天運載器的基礎型號。長征二號F/H運載火箭是國內目前可靠性、安全性最高的運載火箭。
長征三號
是在長征二號基礎上于1984年研制成功的,增加的第三級采用低溫高能液氫、液氧發動機。全長44.86米,一、二級直徑3.35米,三級直徑2.25米,起飛重量204.88噸,同步轉移軌道運載能力為1.6噸。
長征四號
是在風暴一號基礎上研制的三級常規運載火箭,作為發射地球同步轉移軌道衛星運載火箭的另一方案,其后改型為長征四號A。全長41.9米,最大直徑3.35米。
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