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小块头有大智慧 航天

2019-08-19 11:43 来源: 国务院国资委新闻中心

8月17日12时11分,捷龙一号遥一运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空,成功将3颗卫星送入预定轨道,发射取得圆满成功。这是捷龙一号运载火箭的首次发射,标志着中国“龙”系列商业运载火箭从此登上历史舞台。

捷龙一号火箭点火起飞

捷龙一号火箭划过长空

捷龙一号火箭

捷龙一号火箭由航天科技集团中国运载火箭研究院抓总研制,为四级固体发动机串联的总体构型,全箭总长约19.5米,箭体直径1.2米,起飞重量约23.1吨,是中国运载火箭研究院商业模式打造的首枚商业航天运载火箭。

开启商业火箭研制新模式

纯商业模式是指捷龙一号火箭是利用社会资本开展研制生产、促进模式创新的。

主要体现在两方面:一是研制经费不是来源于国家经费,而是面向社会资本融资;二是以往火箭研制过程中基本都是与体制内的成熟配套单位合作,该型火箭打破了原有的配套关系,通过竞争,选择性价比最优的配套单位,提高性能、降低成本。

目前,捷龙一号火箭的目标成本基本可以达到3万美元/公斤,是世界上单位载荷入轨成本最低的火箭。

捷龙一号火箭具有“两高两快”的特点。高可靠性,捷龙一号火箭依托火箭院雄厚的技术实力,通过借用成熟型号发动机及其设计技术,可有效控制技术风险,提高可靠性。高性价比,能够以较低的价格提供较高的性能指标。快履约,从签订合同到履约发射仅需6个月,比其他现役火箭履约时间短很多。快发射,火箭进场后最短可在24小时内完成发射。

创下15个第一的捷龙一号

本次发射的捷龙一号火箭创下了15个第一。

总装中的捷龙一号火箭

01.我国规模最小的一型商业运载火箭

捷龙一号是我国规模最小的可运送有效载荷入轨的运载火箭,具有小、快、灵的特点。

02.我国商业火箭中运载效率最高

捷龙一号规模虽小,但是性能优异,能够实现500千米太阳同步轨道200千克的运载能力,在我国商业固体火箭中运载效率最高。

03.我国第一型采用卫星倒装布局的运载火箭

在国内首次创新采用了卫星倒装的空间布局形式,给卫星提供了完整、规则的安装空间。

04.我国第一型实现卫星舱全透波功能的固体运载火箭

捷龙一号火箭卫星舱壳体采用特殊夹层结构,能有效满足火箭仪器舱以及卫星载荷无线设备的全透波要求。

05.我国第一型采用液体推进剂预包装技术的商业运载火箭

该技术就类似于提前把矿泉水装在瓶子里,而不是到了发射场再进行灌装,因此,不需要在射前加注推进剂,可以实现快速发射。

06.第一型采用低成本化固体发动机研制方法研制的运载火箭

在确保高可靠性的前期下,捷龙一号火箭落实低成本化研制理念,优化研制流程,缩短研制周期。四级发动机设计时采用推进剂配方统型设计、关键部组件统一化设计等先进理念,大幅降低研制成本。

07.我国第一型采用基于“平板舵+RCS”的复合控制技术的运载火箭

火箭采用平板空气舵和RCS的复合控制方式,简化控制方案,降低了火箭成本,同时为分离后的子级落点控制技术验证奠定了基础。

08.第一型实现大长细比弹性幅相混合控制的运载火箭

捷龙一号火箭长细比大,整体结构就像“面条”一样,又细又软,采用弹性幅相混合控制技术,能够实现火箭稳定控制,确保火箭高精度稳定飞行。

09.我国第一型基于多核架构开展飞行控制软件设计的运载火箭

就像电脑采用多核处理器以后,运行速度会加快一样,采用多核架构的飞行控制软件,使飞行控制系统有了独立的处理器,确保飞行控制系统实时、高效、高可靠运行。

10.我国第一型采用全耗尽关机预测+校正多维能量管理迭代制导方法的运载火箭

采用该方法,可以快速规划出火箭的飞行轨迹,提高入轨精度。

11.我国第一型采用实时以太网实现箭上总线一体化设计的运载火箭

利用高速率以太网通信,通信效率显著提升。

12.我国第一型实现集成电气产品复合热控方法的运载火箭

箭上单机采用高度集成化设计,一台单机实现全箭控制和遥测等功能,单机采用复合集成热控技术,保证产品可靠工作。

13.在商业航天领域首次采用深度智能化数据解析方法实施测试数据判读

可实现数据多维度实时判读,大幅提升测试效率和数据分析的准确性。

捷龙一号火箭起竖完毕

14.在商业航天领域首次采用发射车实现热发射的运载火箭

采用自行式运载火箭发射车,可实现运输过程及射前卫星舱等关键部位的保温,提升了对卫星地面环境的保障能力。

15.在商业航天领域首次实现射前自主定位定向能力

首次实现可复用全自动瞄准能力,为火箭低成本快速发射提供支撑。

如此众多的第一次,给火箭研制工作带来了一系列挑战。研制团队打破传统,自我革新,大胆尝试应用新技术、新产品、新流程、新配套,积极推动技术创新和模式创新,实现了“低成本、高可靠,模块化、产业化,低保障、易维护”的设计要求。自2018年2月启动研制工作,到今日实现首飞,捷龙一号火箭只用了不到18个月的时间,成为中国航天研制周期最短的火箭之一。

2到3年可实现火箭重复使用 “纯商业化”探索未来可期

捷龙一号火箭正在总装

无论是商业航天国家队的快舟、捷龙、长征十一号,还是中国民营航天企业的首次入轨发射及可回收发射试验,一段时间以来,中国商业航天的发展正在加速前行。

中国运载火箭研究院下属中国长征火箭有限公司提出了“让航天技术链接人类生活”的发展愿景。这让一度被认为是“官办”商业航天的“国家队”,真正进入了“纯商业化”的探索新阶段。

“我们既立足中国航天60余年的积累,又打开大门办商业航天。”中国航天科技集团有限公司吴燕生董事长指出了新时代中国商业航天的新变化:“利用社会资本开展研制生产,促进模式创新。”

“一家独大的市场是没有活力的。”中国长征火箭有限公司总裁唐亚刚认为,我们希望有一个多方参与的商业航天,来促进我们自身的变革和其他航天领域的技术创新。

根据规划,捷龙一号火箭将实施“三步走”战略:

第一步,从2018年研制启动到2019年8月,完成首飞任务1发,积极开拓国内、国际两大市场,创新商业、研发、运营三种模式;

第二步,到2020年12月,完成研制批任务5发,完成1.4米卫星舱方案设计和飞行验证,具备在国内各主要发射场实施发射的能力;

第三步,从2021年起,进入成熟批任务阶段,为每10发一批,实现较高的国内发射占有率,打造“捷龙”国际品牌。

“龙系列”现在初步考虑两个系列,一个捷龙系列、一个腾龙系列,捷龙系列以商业固体运载火箭为主,对发射设施的依赖度比较低,而且比较灵活。腾龙系列以液体运载火箭为主,运载能力较大。

7月26日,我国运载火箭首次“栅格舵分离体落区安全控制技术”试验取得成功,为后续发展可重复使用火箭奠定了基础。

“我们是不同的技术途径、技术路线都在做,包括垂直起降的、水平起飞返回的。现在我们已经加快了重复使用技术的开发,预计未来2到3年,就会实现中国火箭重复使用技术的应用。”中国运载火箭研究院所属中国长征火箭有限公司总裁唐亚刚说。

中国商业航天的创新“生力军”

技术和模式创新的背后离不开中国运载火箭技术研究院60余年技术、数据、人才等各方面的积累与沉淀。捷龙一号的探索,打开了一扇窗,让体制内科研院所年轻人的“金点子”能够更快拥有“试金石”,干一番新事业的创业激情让创新活力一下子就激发了出来。

捷龙一号研制团队以80、90后为主,平均年龄仅31岁。在这支创新“生力军”中,他们常常用“头脑风暴”擦出解决难题的“火花”,刚刚在创新大赛中崭露头角的创意也能直接转化运用到产品上来。

“作为年轻人,我们总想干一些和以前不一样的事情。在这里,我们更能放手去拼、大胆去干。”85后的捷龙一号飞控系统副主任设计师宋志国说。

“多年来,我们先后自主研制了12种不同型号的长征系列运载火箭,实现了从无到有,从一箭一星到一箭多星,从发射卫星到发射载人飞船和月球探测器等一系列重大跨越,我们抓总研制的火箭见证了中国运载火箭发展的每一步,捷龙将成为中国火箭的新起点。”中国运载火箭技术研究院院长王小军说。

【责任编辑:宋词】

标签:
仪器, 包装, 电气, 发动机
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