長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭首飛成功新一代航天飛船試驗(yàn)船進(jìn)入軌道

百戰(zhàn)網(wǎng) 2020-05-06 10:48:03

評(píng)論

長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭首飛成功!5月5日，由航天科技集團(tuán)六院(下文簡(jiǎn)稱“六院”)提供全系列動(dòng)力的長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭，在海南文昌發(fā)射場(chǎng)豪邁出征，成功將我國(guó)新一代航天飛船試驗(yàn)船送入近地軌道。

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本次發(fā)射，六院為火箭研制交付了2種共10臺(tái)主發(fā)動(dòng)機(jī)，分別是2臺(tái)50噸級(jí)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)組成的芯一級(jí)動(dòng)力和8臺(tái)120噸級(jí)液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)組成的助推器。

作為我國(guó)新一代低軌大型運(yùn)載火箭，長(zhǎng)五B火箭肩負(fù)著我國(guó)近地軌道運(yùn)載火箭能力大幅提升、技術(shù)進(jìn)步和更新?lián)Q代的歷史重任，其首飛成功標(biāo)志著空間站任務(wù)階段正式拉開(kāi)序幕，也將為我國(guó)航天強(qiáng)國(guó)建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

據(jù)悉，本次發(fā)射旨在驗(yàn)證該火箭構(gòu)型的一級(jí)入軌能力，考核其一次發(fā)射進(jìn)入空間的最大載荷。同時(shí)，本次搭載的新一代航天飛船試驗(yàn)船，是為我國(guó)空間站及后續(xù)載人航天任務(wù)研制的。同時(shí)，兼顧近地軌道任務(wù)和更遠(yuǎn)的深空探測(cè)。

航天六院院長(zhǎng)劉志讓介紹說(shuō)，除了為火箭飛向太空提供上千噸推力之外，在火箭搭載的新一代航天飛船試驗(yàn)船上，還有六院研制提供的返回艙和服務(wù)艙推進(jìn)子系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)飛船在軌自主飛行段姿態(tài)、軌道控制以及返回再入過(guò)程姿態(tài)控制功能。其中，返回艙上配置了無(wú)毒推進(jìn)劑推進(jìn)系統(tǒng)方案。

與神舟載人飛船相比，新一代載人飛船體型更大，既能載人又能載貨。本次長(zhǎng)五B首飛，將在軌驗(yàn)證試驗(yàn)船第二宇宙速度再入條件下的推進(jìn)功能與性能，為新一代載人飛船研制奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

本次發(fā)射，無(wú)論從火箭構(gòu)型還是飛船試驗(yàn)任務(wù)，都對(duì)六院的各型發(fā)動(dòng)機(jī)提出了更為苛刻的要求。火箭方面，較之長(zhǎng)征五號(hào)火箭，長(zhǎng)五B飛行過(guò)程比“胖五”過(guò)載更大，即飛行加速度更大，發(fā)動(dòng)機(jī)氧泵入口壓力也隨之增大。同時(shí)，本次發(fā)射也是世界上首次使用大推力發(fā)動(dòng)機(jī)直接將載荷發(fā)射到軌道上，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性要求較高。

針對(duì)以上要求，六院發(fā)動(dòng)機(jī)團(tuán)隊(duì)加嚴(yán)加細(xì)過(guò)程管理和人員操作各項(xiàng)要求，開(kāi)展了產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性全集分析，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)全數(shù)據(jù)說(shuō)話，不斷管理改進(jìn)過(guò)程控制和發(fā)動(dòng)機(jī)薄弱環(huán)節(jié)，進(jìn)一步提升了發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的可靠性。

試驗(yàn)飛船方面，相較之前的載人飛船，六院開(kāi)展了推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，返回艙推進(jìn)子系統(tǒng)采用了新型單組元無(wú)毒推進(jìn)系統(tǒng)技術(shù)方案，相較于以往載人飛船的有毒推進(jìn)劑，大大提高了系統(tǒng)安全性，為后期載人發(fā)射提供了較高的安全保障。為滿足新飛船體型更大、載貨能力更高的要求，服務(wù)艙推進(jìn)子系統(tǒng)新研制配套了目前國(guó)內(nèi)航天器領(lǐng)域最大容積的貯箱。

航天科技集團(tuán)五院西安分院

為試驗(yàn)船提供強(qiáng)大“信號(hào)樞紐”

新一代載人飛船試驗(yàn)船(以下簡(jiǎn)稱試驗(yàn)船)在文昌航天發(fā)射場(chǎng)成功發(fā)射并順利進(jìn)入預(yù)定軌道，標(biāo)志著中國(guó)載人航天工程邁出了探索浩瀚宇宙新的一步。

新一代載人飛船，顧名思義，就是全面升級(jí)的天地往返交通工具，面向我國(guó)近地空間站運(yùn)營(yíng)、載人深空探測(cè)等任務(wù)需求，飛船采用返回艙與服務(wù)艙兩艙構(gòu)型，未來(lái)在執(zhí)行近地軌道任務(wù)時(shí)，可以一次運(yùn)送6-7名航天員。

這次亮相的新一代載人飛船試驗(yàn)船，是新一代載人飛船的“試驗(yàn)版”，由航天科技集團(tuán)五院抓總研制。飛船“身高”近9米，身體最“胖”處直徑約4.5米，體重超過(guò)20噸。

該飛船具備以第二宇宙速度返回的能力，適應(yīng)載人和載貨等多項(xiàng)任務(wù)，滿足我國(guó)近地空間站運(yùn)營(yíng)和載人后續(xù)工程等任務(wù)需求，是高安全、可重復(fù)使用的載人天地往返運(yùn)輸飛行器。航天科技集團(tuán)五院西安分院為試驗(yàn)船量身定制了中繼終端和天線網(wǎng)絡(luò)，他們確保了試驗(yàn)船與地面的實(shí)時(shí)通信。

當(dāng)新一代載人飛船試驗(yàn)船進(jìn)入預(yù)定飛行軌道時(shí)，中繼終端將對(duì)中繼衛(wèi)星進(jìn)行捕獲跟蹤，并向中繼衛(wèi)星發(fā)送數(shù)據(jù)，建立從試驗(yàn)船到中繼衛(wèi)星再到地面站的數(shù)據(jù)傳輸鏈路。在試驗(yàn)船運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)中繼終端所搭建的天基測(cè)控通信系統(tǒng)，可以向地面?zhèn)鬏斣囼?yàn)船的相關(guān)數(shù)據(jù)，接收地面上傳的相關(guān)數(shù)據(jù)。同時(shí)，地面也可以通過(guò)中繼終端注入遙控、程控的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)船的遠(yuǎn)程控制，對(duì)飛船的運(yùn)行速度、距離、角度等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)下傳。

對(duì)新一代載人飛船試驗(yàn)船來(lái)說(shuō)，要完成在軌運(yùn)行使命，就必須與地面及時(shí)建立通信，并通過(guò)地面的測(cè)控才能準(zhǔn)確地對(duì)試驗(yàn)船進(jìn)行操控。西安分院為試驗(yàn)船研制的天線網(wǎng)絡(luò)雖然體積很小，但卻能量巨大，整個(gè)試驗(yàn)船上十余幅天線的信號(hào)都必須通過(guò)天線網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸，是試驗(yàn)船重要的“信號(hào)樞紐”。其通過(guò)提供通信與測(cè)控信號(hào)傳輸通道，為試驗(yàn)船與地面通信，并確保準(zhǔn)確到達(dá)預(yù)定位置及順利運(yùn)行提供了重要保障。

試驗(yàn)船進(jìn)入太空之后，與地面建立聯(lián)系的方式就是通過(guò)天線進(jìn)行地面信號(hào)的收發(fā)。天線網(wǎng)絡(luò)是連接應(yīng)答機(jī)和天線的關(guān)鍵產(chǎn)品。當(dāng)試驗(yàn)船接收到地面的通信和測(cè)控信號(hào)的時(shí)候，就通過(guò)該天線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綉?yīng)答機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行接收。反之，當(dāng)試驗(yàn)船給地面發(fā)送相應(yīng)信號(hào)的時(shí)候，也需要通過(guò)天線網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸?shù)教炀€并發(fā)送到地面。

試驗(yàn)船飛行驗(yàn)證的成功實(shí)施將為研制我國(guó)新一代載人飛船實(shí)現(xiàn)我國(guó)載人天地往返運(yùn)輸技術(shù)由跟跑到并跑、領(lǐng)跑的跨越式發(fā)展，為我國(guó)載人空間站建造運(yùn)營(yíng)和載人深空探測(cè)奠定更加堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，開(kāi)啟我國(guó)載人航天工程新篇章。

航天科技集團(tuán)四院

點(diǎn)燃長(zhǎng)征五號(hào)B發(fā)射的“第一把火”

航天科技集團(tuán)四院42所研制的消氫點(diǎn)火裝置和43所研制的C/C密封材料成功應(yīng)用于長(zhǎng)五B火箭，為其成功發(fā)射保駕護(hù)航。

“長(zhǎng)征五號(hào)B”運(yùn)載火箭是在“長(zhǎng)征五號(hào)”基礎(chǔ)上改進(jìn)研制的新型運(yùn)載火箭，采用無(wú)毒無(wú)污染的液氧、液氫和煤油作為推進(jìn)劑。消氫點(diǎn)火裝置能點(diǎn)燃火箭發(fā)射的“第一把火”，消除火箭發(fā)射前排放的大量低溫氫氣，安全護(hù)航“長(zhǎng)征五號(hào)B”，C/C密封材料為運(yùn)載火箭提供技術(shù)保證。

該裝置采用高安全性的藥劑材料和先進(jìn)的控制技術(shù)，確保能夠“準(zhǔn)時(shí)、準(zhǔn)確”點(diǎn)火，待消除氫氣后又能及時(shí)“熄火”。實(shí)施雙層保護(hù)設(shè)計(jì)，不僅能承受火箭發(fā)射時(shí)產(chǎn)生的高熱流沖擊，而且具有防爆功能，能避免裝置萬(wàn)一失效可能引起的安全事故。

長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭采用了120噸液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，是我國(guó)研制的新一代大型運(yùn)載火箭的重要?jiǎng)恿ρb置，而43所研制的C/C密封材料應(yīng)用于液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪泵關(guān)鍵部位，能在高低溫、高壓、高速旋轉(zhuǎn)條件下工作，具有自潤(rùn)滑特性且具有高強(qiáng)耐磨低滲透特點(diǎn)。

目前，43所研制的C/C密封件作為液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵密封部位的材料，已成功應(yīng)用于CZ-5B等多個(gè)型號(hào)10余次發(fā)射任務(wù)，解決了我國(guó)新型120噸大推力、無(wú)毒無(wú)污染、高壓補(bǔ)燃液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)密封急需材料，在多型液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中發(fā)揮了重要作用，為長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭提供了技術(shù)保證。