原標題：長征六號改運載火箭首飛成功 我國航天固體(ti) 動力技術實現重大突破 不同凡響的“混動版”火箭

　　長征家族再“添丁”！3月29日17時50分，長征六號改運載火箭（以下簡稱“長六改運載火箭”）在太原衛星發射中心升空，搭載發射的浦江二號和天鯤二號衛星順利進入預定軌道，首飛任務取得圓滿成功。長征六號改運載火箭是我國新一代無毒無汙染運載火箭，是我國首型固體(ti) 捆綁運載火箭，用於(yu) 發射太陽同步軌道衛星。

　　“作為(wei) 我國首型‘混合動力’的新一代長征係列運載火箭，長六改運載火箭成功首飛，實現了固體(ti) 捆綁等一係列技術新突破，推動新一代運載火箭邁向更高效、更智能、更安全的發展路徑。”中國航天科技集團第八研究院長六改運載火箭總指揮洪剛說。

　　1 “固液混合”更高效

　　我國運載火箭領域固液發動機首次“跨界合作”

　　這次任務是長征係列運載火箭的第412次發射。長六改運載火箭誕生前，我國現役運載火箭中隻有單純以固體(ti) 發動機或液體(ti) 發動機作為(wei) 推力的運載火箭，固液“混動版”尚無先例。

　　火箭全箭總長約50米，起飛重量約530噸，700公裏太陽同步軌道運載能力不小於(yu) 4噸。據介紹，長六改運載火箭的芯級采用液氧煤油發動機，其中，芯一級采用兩(liang) 台120噸推力的液氧煤油發動機，芯二級采用一台推力18噸的液氧煤油發動機；芯級捆綁了4台以固體(ti) 燃料為(wei) 動力的發動機作為(wei) 助推器，為(wei) 全箭提供了近70%的推力。它首次實現了我國運載火箭領域固液發動機的“跨界合作”，突破了固體(ti) 助推器捆綁與(yu) 分離技術、捆綁點大集中力擴散技術、固液捆綁聯合搖擺控製等關(guan) 鍵技術。

　　固體(ti) 助推發動機由中國航天科技集團四院（以下簡稱“四院”）研製。據四院專(zhuan) 家介紹，首飛成功標誌著固體(ti) 動力進入了我國主流運載火箭領域，實現了我國航天固體(ti) 動力技術的重大突破。

　　目前，我國運載火箭以液體(ti) 動力為(wei) 主，那長六改運載火箭選擇捆綁固體(ti) 助推發動機的原因是什麽(me) ？

　　從(cong) 本身性能看，固體(ti) 火箭動力係統結構相對簡單，發動機本身就是一個(ge) 推力室，固體(ti) 推進劑預裝在發動機燃燒室內(nei) 。火箭運送到發射場，測試完成後即可實施發射，不用在發射場提前多天加注燃料和氧化劑，也不需要大量地麵設備、資源進行配合與(yu) 保障，發射準備周期更短。

　　固體(ti) 發動機推力大、簡單可靠的特點，在長六改運載火箭上也體(ti) 現得淋漓盡致。火箭芯級捆綁了4台固體(ti) 助推發動機，單台助推推力可達120噸，由此刷新了長征係列運載火箭最快的“起跑”紀錄。

　　對於(yu) 龐大的火箭發射係統而言，零件數量更少的固體(ti) 動力係統，在可靠性和機動性方麵有先天優(you) 勢。借助固體(ti) 發動機結構相對簡單、部組件少、可靠性高、操作維護方便、貯存時間長的優(you) 勢，長六改運載火箭箭上管路係統減少55%，使得固體(ti) 助推器在發射場直接安裝、火箭14天快速發射成為(wei) 現實。

　　從(cong) 應用場景看，近年來小衛星市場蓬勃發展，軍(jun) 事航天等領域對快速進入空間的需求不斷增加。固體(ti) 動力運載火箭具有快速響應、機動性強、成本低等特點，由此成為(wei) 世界主要航天大國發展的一大重點。

　　2010年初，長六改運載火箭正式啟動方案論證工作。綜合技術發展趨勢和國內(nei) 的研究現狀，長六改運載火箭從(cong) 論證之初便確定了采用固體(ti) 捆綁的總體(ti) 思路，即采用液體(ti) 芯級捆綁固體(ti) 助推構型。

　　跨界合作，優(you) 勢互補。在運載火箭動力係統中，液體(ti) 發動機推力穩、性能高、工作時間長，而固體(ti) 發動機推力大、響應快、工作可靠、使用維護簡單，可以免去在發射場複雜的加注流程。長六改運載火箭充分發揮二者的綜合優(you) 勢，大幅提升我國進入空間、利用空間、探索空間的能力。

　　“火箭采用模塊化、組合化、係列化發展途徑，通過增減助推器數量，可獲得單芯級、捆綁2台固體(ti) 助推器、捆綁4台固體(ti) 助推器、捆綁通用芯級等多種變體(ti) 構型，靈活實現各種推力需要，形成運載能力覆蓋範圍廣、梯度合理，性價(jia) 比高的運載火箭係列，滿足未來衛星多樣化的密集發射需求。”洪剛說。

　　2 “健康管家”更智能

　　發動機健康診斷係統為(wei) 安全發射保駕護航

　　固體(ti) 發動機雖然工作可靠、使用維護簡單，但存在一個(ge) “隱患”：一旦點火，哪怕遇到特殊情況也無法實施緊急關(guan) 機。火箭芯級采用的液體(ti) 發動機，則能夠通過緊急關(guan) 機係統實現關(guan) 機。因此，在固體(ti) 助推器點火為(wei) 長六改運載火箭提供強大起飛推力前，需要精確診斷火箭芯級液體(ti) 發動機的健康狀態。隻有確保芯級發動機健康無虞，固體(ti) 助推器才能放心執行點火程序。

　　那麽(me) ，在火箭發射前，如何為(wei) 發動機做一次全麵的健康檢查？長六改運載火箭的設計師們(men) 為(wei) 火箭芯一級的液體(ti) 發動機配置了一位快、準、穩的“健康管家”，即發動機健康診斷係統。據了解，目前國內(nei) 尚無在火箭發射中應用發動機健康診斷係統的先例，此次發射任務的成功，進一步驗證了健康診斷係統方案設計的正確性和工程應用的可靠性。

　　快。芯級發動機點火後，發動機健康診斷係統開始工作，此時固體(ti) 助推器尚未點火，4台助推器的重量將整個(ge) 火箭牢牢固定在發射台上。健康診斷係統診斷芯級發動機健康狀態僅(jin) 需0.3秒，便可決(jue) 定發射進程能否繼續。之所以如此迅速，是因為(wei) 倘若診斷時間過長，會(hui) 持續消耗發動機推進劑，從(cong) 而影響火箭運載能力。

　　其實，我國液體(ti) 運載火箭都有一套緊急關(guan) 機係統，這套係統通常設置在地麵機櫃中，一旦遇到緊急情況，地麵設備可以發出關(guan) 機指令。但是這次，長六改運載火箭設計師把這套係統搬到了火箭上。這個(ge) 經集成化、小型化設計後的係統，雖然僅(jin) 有一本書(shu) 大小，但芯片運算能力強大，能夠快速精準采集發動機參數並進行實時診斷。在芯級液體(ti) 發動機點火後的2.5秒，健康診斷係統進入發動機診斷窗口；2.5-2.8秒，在短短的0.3秒內(nei) ，這位“健康管家”完成對發動機健康狀況的診斷，一旦發現非正常的突發狀況，健康診斷係統將立刻實施自動緊急關(guan) 機，同時助推器的固體(ti) 發動機將不再點火。

　　準。海量數據分析是準確判斷的基礎，長六改運載火箭的設計師們(men) 聯合發動機係統，詳細研究發動機健康診斷係統參數，從(cong) 幾萬(wan) 秒的試車數據中尋找規律，確定健康診斷係統的診斷算法，並進行上百次仿真驗證，在確保發動機不發生誤關(guan) 機的同時，盡早發現故障。

　　穩。火箭芯級發動機為(wei) 低溫液氧煤油發動機，液氧的溫度為(wei) 零下183℃，哪怕在設計師提供的“隔水隔熱服”的保護下，健康診斷係統周圍的環境依然在零下40℃；發動機點火後，周圍的溫度驟升為(wei) 130℃，且伴隨著強烈振動，工作環境極其惡劣。為(wei) 此，型號團隊根據火箭起飛時刻的環境進行了大量驗證試驗，從(cong) 零下40℃到130℃、高強度衝(chong) 擊、電磁兼容試驗、1000餘(yu) 次強化考核……產(chan) 品一次次地改進、試驗，終於(yu) 練就了能適應“冰火兩(liang) 重天”的發動機健康診斷係統。

　　3 “無人值守”更安全

　　無人值守技術實現我國運載火箭領域的三個(ge) “首次”

　　3月29日13時50分，距長六改運載火箭首飛還有4小時，太原衛星發射中心測控發射大廳裏，長六改運載火箭試驗隊員正在有序推進火箭發射前的各項加注及測試工作。不過，與(yu) 以往火箭發射情形不同，此時前端塔架上所有操作人員早已安全撤離，後續發射流程都將通過測控發射大廳實現遠程控製——這是長六改運載火箭無人值守技術帶來的改變。

　　這是我國運載火箭無人值守技術的首次亮相。長六改運載火箭無人值守技術實現了我國運載火箭領域的三個(ge) “首次”：首次采用自動對接加注技術，可實現遠程全流程推進劑自動加注；首次采用零秒脫落技術，火箭箭地連接器在起飛瞬間自動脫落；首次實現推進劑加注開始後，發射場前端無人員值守。

　　“長六改運載火箭實現了發射前4個(ge) 小時全體(ti) 工作人員從(cong) 發射塔架撤離，相比常規運載火箭發射流程提前了近3.5個(ge) 小時。”洪剛說，為(wei) 此他們(men) 全麵梳理電氣、動力及箭地操作各方麵的射前工作流程，提出了配合流程優(you) 化的一級加注連接器自動對接和脫落、二級加注連接器和整流罩空調送風連接器起飛零秒脫落等多項創新技術，最終實現了長六改運載火箭的“無人值守”，充分保障了最後一批撤離塔架的前方試驗隊員的安全。

　　加泄連接器，是運載火箭在加注或泄出推進劑時，箭上係統與(yu) 地麵支持係統之間的連接設備。在常規的火箭發射流程中，加泄連接器一般采用人工現場手動對接、自動脫落的方式，而長六改運載火箭打造的地麵發射支持係統，將火箭芯一級的加泄連接器升級為(wei) 一款可自動對接的“智能機械臂”，以“一臂之力”實現了我國運載火箭的首次智能化對接加注。

　　火箭加注前，會(hui) 因為(wei) 載荷變化或風力的影響產(chan) 生隨機晃動。在火箭“隨風搖曳”的狀態下，怎麽(me) 才能讓機械臂對得準呢？八院805所設計師曆時4年攻關(guan) ，賦予了機械臂自主學習(xi) 和空間姿態捕獲的能力，讓它像長了“大腦和眼睛”一樣，具備了動態測量、實時跟蹤的本事，可以確保在雨、雪、霧等複雜天氣環境中準確獲取目標位置。（記者 柴雅欣）