新火箭、新系統、新燃料……從長征十二號首飛成功看中國航天“新”潮澎湃
(原標題:新火箭、新系統、新燃料……從長征十二號首飛成功看中國航天“新”潮澎湃)
央視網消息:新型運載火箭長征十二號首飛成功,本次發射在我國首個商業航天發射場——海南商業航天發射場完成。海南商業航天發射場建成併成功首發,填補了我國沒有商業航天發射場的空白,完成了星箭製造、商業發射場測試發射以及衛星數據應用服務的商業航天全產業鏈閉環。
每次火箭發射,點火口令發出的測發大廳是最引人注目的。在海南商業航天發射場同樣也有測發大廳,這裡和以前的測發大廳有哪些不同?火箭點火起飛的流程又有了哪些新變化?我們一起去看一看。
海南商業航天發射場的測發大廳和平時我們看到的航天發射一樣,火箭點火的口令就是由這裡發出的,它距離發射塔架大概有4公里,這次長征十二號的首飛也是海南商業航天發射場的首飛。
中國航天科技集團謝立向記者介紹:“這部分主要是火箭方的派駐人員,這邊是發射場地面設備的人員,第一排是指揮席,中間的這一排是火箭發射的決策。我的主要工作是跟火箭的首席指揮員合作,指揮各大系統,按照火箭的點火流程,把火箭點火發射出去。”
謝立告訴記者,這次的發射有一個創新點叫作牽制釋放技術。以往的火箭在點火後,當發動機提供的推力大於重力的時候,火箭就會起飛。而使用牽制釋放技術的火箭在點火之後,會先讓火箭在原地工作一段時間。
謝立稱:“火箭點火之後,發動機75%工況讓火箭在發射臺上工作,在短短的零點幾秒時間內,我們對火箭進行故障診斷。診斷到火箭是正常以後,我們把牽制釋放機構打開,讓火箭飛出去。這樣能夠確保火箭點火發射的安全性,同時也確保整個地面設備的安全性。”
新火箭:現役最強“光桿” 發射可靠性高
據介紹,長征十二號是我國目前運載能力最強的單芯級火箭,也就是大家所說的“光桿火箭”,這種構型的火箭分離次數少、可靠性高。
長征十二號火箭起飛推力5000千牛,具備近地軌道超過12噸、700公里太陽同步軌道超過6噸的運載能力,是我國目前運力最強的單芯級兩級火箭,並且可以根據任務需求適配5.2米、4.2米直徑構型的整流罩,支持單星、多星不同軌道發射。
長征十二號火箭爲兩級構型,從外觀上看就像一個“光桿”,這種火箭相比捆綁助推器的火箭來說,除了整流罩分離和星箭分離外,在飛行過程中只會經歷一次級間分離。
中國航天科技集團趙志傑稱:“我們也是爲了提高它發射的安全性,配置了牽制釋放機構,這也是我們國家首次採用這種模式,就是在推力建立穩定之前,通過故障診斷來判斷推進系統是正常的,在這之前是牽制住,正常了以後再釋放打開,這樣提高了整個發射過程的安全性。”
智慧發射場系統:海南商發的智慧“大腦”
海南商業航天發射場成功完成了長征十二號火箭的首飛任務,在這次任務中,首次使用到的智慧發射場系統幫助工作人員更高效安全地完成了測試及發射任務,這套系統也被稱爲海南商發的智慧“大腦”。
智慧發射場系統以“可靠、智慧、開放”爲設計理念,將發射場的所有系統納入統一平臺管理,實現了信息的互聯互通,各系統數據的全面融合與共享服務可以爲航天發射提供精準的決策服務。經過系統授權後,不同崗位的發射隊員可在自己的工位查看、調取火箭相關係統的數據,隨時掌握火箭整體情況。
中國航天科技集團劉巧珍稱:“這是我們的登錄頁面,一共有24個軟件配置項,歸類了任務管控、事件監測、飛行監測和運維管理4大功能模塊。這是火箭控制系統的一些參數,下面地形的就是發射場區,還有衛星系統,還有通信、氣象,發射場所有的數據都彙集到裡邊去。我們的智慧體現在哪裡?隨着數據積累,我們的智慧大腦就越來越聰明瞭。”
劉巧珍告訴記者,考慮到海南商業航天發射場未來將執行多款火箭的發射任務,這套智慧發射場系統可以通過不同的火箭發射數據來學習,快速建立標準化的信息交互協議,做到快速適應多個發射工位、多型號火箭的不同發射任務。最少只需要1人就可以完成整個發射場信息系統的運維工作。
劉巧珍稱:“以往的時候每一發火箭都要對信息流、對測試發射流程、重新改軟件,現在不管哪個火箭型號來,長十二、長八,後續很多民用航天有十幾家已經跟我們簽訂了接口約定。不管什麼用戶來都按這個協議走,整個軟件不用改,確保了高質量、高效率。”
新燃料:長征系列火箭首次使用煤基航天煤油
長征十二號使用的推進劑是無毒無污染的液氧和煤油組合,這次它用的煤油是從煤炭中提煉出來的煤基航天煤油,這也是長征系列火箭首次使用煤基航天煤油作爲推進劑飛天,這是一種什麼油,和以前的煤油有啥不一樣?
煤基航天煤油解決了我國航天煤油原料來源過於單一的歷史難題,且能夠充分適應我國“富煤貧油”的能源安全形勢,起到國家航天能源戰略備份的重要作用。
中國航天科技集團朱成財稱:“以前用的是從石油裡面煉化出來的,來源非常單一。隨着我們國家煤化工技術的發展,通過前期研究發現,煤裡邊一些組分也能作爲航天煤油的主要原料,通過一系列化學反應和物理變化,研製出了符合火箭發動機用的煤油。”
煤基航天煤油由航天科技集團六院165所聯合國家能源集團神華煤制油公司和寧夏煤業公司共同研製。據介紹,用於火箭發射的航天煤油需要具有良好的傳熱特性、流動特性以及能量特性等,經過三年的研製以及各類型發動機試車驗證表明,煤基航天煤油完全符合火箭使用標準。
煤基航天煤油來源廣泛、性能穩定、雜質含量低,我國所有液氧煤油發動機的點火試車都已經在使用煤基航天煤油,目前已經累計用於試車超800次,點火時長超過14萬秒。基於煤基航天煤油衍生出的油製品,未來還有望服務於商業航天、低空經濟、現代農業等國民經濟領域。