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航天科技集团长征三号乙运载火箭持续深化“双提升”工程侧记
来源:中国航天报     日期:2024年03月18日    字体:【】【】【

冬去春回,火箭腾飞。

一场热闹的春节过后,南来北往,人们开始新一年迁徙,“劳模”长征三号乙运载火箭也带着“乘客”从西昌卫星发射中心出发了。

国内发射高轨卫星的主力军

在长征系列运载火箭家族中,中国航天科技集团有限公司一院抓总研制的长征三号甲系列运载火箭一直是我国发射高轨卫星的主力军,其中运载能力最大的长征三号乙运载火箭,地球同步转移轨道运载能力约为5.55吨,可满足目前我国大部分高轨卫星的发射需求。

长三乙火箭曾把北斗导航卫星、中国首颗超百Gbps容量的高通量卫星、天链卫星、嫦娥系列卫星和探测器等送入轨道,助力我国北斗工程、探月工程等重大工程建设。平均一年10次左右任务,长三乙火箭堪称“劳模”。

“一直以来,长三甲系列运载火箭承担着高轨卫星发射的重任,如今新一代运载火箭长征七号甲和长征五号运载火箭的加入,更加丰富了我国在高轨空间的运载能力。”长三乙火箭主任设计师张亦朴表示。

在通信卫星出现之前,人们只能利用电缆或地面无线电设备实现远距离通信,若想要借助卫星来实现通信,就要将卫星放置在距离地球3.6万公里的特定轨道上,我国没有这样的通信卫星,更没有能够执行高轨发射任务的火箭。

1975年3月31日,当时国家计委和国防科委上报的《关于发展中国卫星通信问题的报告》获得批准,我国卫星通信工程由此启动。

1977年9月,研制通信卫星和长征三号火箭,被列为航天工业的三项重点之一。

1984年4月,长征三号运载火箭成功发射东方红二号卫星,中国成为世界上第五个能够独立研制发射静止轨道通信卫星的国家,长征系列运载火箭实现了推进剂从常规到低温、发射轨道由低轨向高轨的跨越。后又陆续改进出长征三号甲、长征三号乙、长征三号丙,3种型号共同组成长三甲系列运载火箭。

此后长三甲系列运载火箭一直承担着高轨卫星发射的主要任务。为了适应新的发展形势,长三甲系列运载火箭在2006年、2011年进行过两次大规模的技术状态改进,第三次技术改进出现在2023年。

在持续改进中保持稳定状态

为了更好地为用户提供服务,进一步挖掘运载能力,2019年,长三甲系列运载火箭提出运载能力提升、可靠性提升的“双提升”工程,2023年11月,长三乙火箭发射中星6E卫星,“双提升”后的长三甲系列运载火箭“首飞”成功,为从2024年开始的高密度发射状态打下了坚实基础。

具体来说,通过总体优化飞行弹道方案、发动机取消增压气瓶、改进电气系统等,长三乙火箭在5500公斤运载能力的基础上又提升了50公斤。张亦朴解释说,如果卫星将这50公斤用于加推进剂,在轨寿命可以延长两年左右,若用于增加卫星自身的重量,也可以用来改善卫星系统指标。

此外,为了提升火箭可靠性,长三乙火箭对总装全过程状态从严要求,提出“钝感火工品”的思路,提升对强电场环境等外部环境的适应性,让火箭整体抗干扰能力更强。

本次任务是落实“双提升”工程的第二发任务,根据“首飞”的飞行情况,本次试验队对地面系统软件进行了一些适应性更改,提高了发射场测试操作工作的便利性。

与长三甲系列运载火箭相伴成长20年,“持续改进”是长三甲系列运载火箭给张亦朴留下的最深刻印象。

作为运载火箭的主力军,长三甲系列运载火箭追求状态稳定,亦追求创新改进,需要在稳定可靠和新技术应用之间寻找一个平衡点,本次长三乙火箭又进行了包含操作便利性提高、更改发动机工艺以提高生产效率等在内的5项技术状态改进。“随着新一代运载火箭的渐渐成熟,长三乙火箭也在逐渐应用一些新一代运载火箭的技术方案。”张亦朴说。

为了提高高密度发射背景下的组织管理能力和风险防控能力,在应用发射阶段,长三甲系列运载火箭创新性地采用“两上两下”的技术状态管理方法体系,实现所有技术状态改进“统一策划、统一编号、统一审理、统一实施”。

为了响应“单机去型号化,型号去任务化”发展要求,长三甲系列运载火箭持续开展统一化构型设计和去任务化组批生产等工作,实现与卫星没有直接关系的产品在产线上滚动生产,不断提高火箭生产效率和可靠性,研制模式向“产品化”转变,火箭对任务的适应能力不断提升。

据了解,长三甲系列运载火箭已经实现“通用化、系列化、组合化”,3型火箭之间芯级和助推器模块均已实现通用,通过搭配不同数量的助推器形成不同型号,构成具有不同梯度运力的中高轨运载火箭系列。

2024年,长三甲系列运载火箭将继续保持10发以上的任务量。在这条新旧交融的火箭赛道上,“老牌火箭”依旧不断展现着强劲的生命力。

顾航瑜

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