别样百发火箭“长三甲”-国家航天局
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别样百发火箭“长三甲”

发布日期:2019年05月15日字体: 【大】【中】【小】

钱航

  2019年4月20日,长三甲系列火箭成功迎来第100次发射,成为中国航天第一个发射总数过百的系列火箭。


  金牌火箭


  目前,我国共研制了十余型长征系列火箭。其中“神箭”只有1个,“金牌火箭”有6个。


  长征二号F火箭的可靠性达97%,主要用于发射“神舟”飞船和大型目标飞行器,不仅能向太空“运货”,而且能载人,已成为“长征”火箭家族中的“明星”火箭。


  长征二号F火箭成绩卓著,目前共执行了13次发射任务,先后将6艘载人飞船、5艘无人飞船和2个空间实验室送入预定轨道,共送11名航天员上太空,2002年,长征二号F火箭被誉为“神箭”。


  按照国际惯例,一枚火箭发射成功率超过95%以上,才能称之为“金牌火箭”。


  长征二号丙火箭早在1998年,就已经达到了这个成功率,被中国航天工业总公司授予“优质长征二号丙运载火箭金牌”,是我国第一枚“金牌火箭”。


  继长征二号丙火箭之后,2007年,长征三号甲运载火箭被中国航天科技集团公司授予“金牌火箭”称号。长征三号甲火箭主要用于发射地球同步转移轨道卫星,是我国的主力火箭,发射成功率在世界各国同类火箭中领先,可以说是“金牌中的‘金牌’”。


  2009年,长征四号系列(长征四号甲、长征四号乙、长征四号丙)运载火箭被中国航天科技集团公司授予“金牌火箭”称号。


  长征二号丁火箭于2012年1月被中国航天科技集团公司授予“金牌火箭”称号。


  三兄弟


  早在研制初期,长三甲系列火箭研制队伍就将长三甲、长三乙、长三丙作为一组系列火箭进行模块化、组合化与整体化优化设计,确定了以长三甲火箭为基本型的发展模式。


  长三甲火箭是在长征三号火箭的基础上采用重新设计第三级形成的大型三级低温液体火箭,全长52.52米,一、二子级直径3.35米,三子级直径3.0米,地球同步转移轨道(GTO)运载能力达到2600公斤;在长三甲火箭的芯一级捆绑4个2.25米的助推器就派生出了长三乙火箭,它全长54.838米,GTO运载能力可达到5200公斤,运载能力仅低于俄罗斯的质子号,当时位居世界第二位;在长三甲火箭的基础上捆绑两个2.25米助推器,又组合成长三丙火箭,GTO运载能力可达到3800公斤。



长三甲系列火箭图(从左至右依次是长三甲、长三乙、长三丙)


  长三甲系列火箭的发展模式是按照当初提出的“上改下捆、先改后捆”的技术途径实施的,体现了模块化、组合化与整体优化等先进设计理念。这一发展思路对长三甲及其发展型火箭的形成和大型火箭的发展规划起到了重要的指导作用。长三甲系列火箭共同构成了当时我国很长时间内高轨道运载能力最大、适应性最强的运载火箭系列,其运载能力可以覆盖世界绝大多数应用卫星的质量,不仅显著地增强了我国火箭在国际商业卫星发射服务市场上的竞争能力,也为我国未来航天事业的发展创造了良好条件。长三甲系列火箭运载入轨精度高、适应能力强,其发射卫星的入轨精度与阿里安、宇宙神等世界上的名牌火箭相当,达到20世纪末及21世纪初世界一流水平。


  长三甲系列火箭既可以一箭单星也可以一箭多星发射;既可以用于标准地球同步转移轨道发射,也可以用于超同步转移轨道或低倾角同步转移轨道发射以及深空探测器发射,还可以在飞行过程中实现侧向机动变轨、多次起旋、消旋、定向等,从而满足卫星用户多种不同使用要求。


  持续创新


  与以往相比,执行最新任务的长三乙火箭在发射场测试环节,验证性地采用了基于人工智能算法的数据自动判读系统和图像识别技术,提高了测试判读的精度和可靠性。


  过去,测试人员人工目视测试过程,再结合测试数据,判断箭上设备状态是否正常。采用基于人工智能算法的数据自动判读系统后,系统可以直接生成判读结果,减少人为出错的可能性,提高判读的准确性。此外,该系统还能自动存储判读结果,方便后续追溯。火箭发射前的各项测试中,要使用大量的机械类指针式仪表,以前,测试人员人工读取仪表,不仅存在人为读错的可能性,而且对于仪表指针数值的变化,也只能依靠语言来描述。采用图像识别技术后,可以记录指针变化过程,并进行判断分析处理,这些数据将作为后续排故时的重要支撑。


  为了保证火箭万无一失,测试过程中,在使用这两项新技术的同时,也依然采用了传统的测试方法。后续这两项技术将在型号中推广使用。


  去任务化设计让火箭技术状态更加稳定,加上新技术的不断应用,这些都将助力长三甲系列火箭进一步提高可靠性,在高强密度发射形势下,屡创佳绩、再铸辉煌。


  (本文来自钱航等火箭设计师编写的《飞天神器·寻梦太空》及中国运载火箭技术研究院官网,数据信息根据最新发射情况有更新)