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再送天舟 见证更优质长七火箭

2024-01-18 08:10:36 来源:法治日报 -标准+

法治日报全媒体记者 廉颖婷 通讯员 顾航瑜

1月17日22时27分,由中国航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院(以下简称火箭院)抓总研制的长征七号遥八运载火箭,从中国文昌航天发射场点火起飞。

长七火箭是专门为载人航天工程发射货运飞船而研制的新一代中型运载火箭,从2016年6月25日首飞起,火箭院研制的长七火箭就备受关注。这一次,长七火箭第7次顺利将天舟货运飞船送入太空。

确保空间站任务万无一失

作为天舟货运飞船的专属“座驾”,长七火箭在研制过程中是按照载人火箭可靠性标准设计的。

2017年4月20日,长征七号遥二运载火箭成功发射天舟一号货运飞船,证明了“天舟货运飞船+长征七号运载火箭”组合形式的可行性。

之后,长七火箭等待了4年,等待与中国空间站关键技术验证及建造阶段首飞货运飞船——天舟二号搭档。

“由于相隔4年没有执行发射任务,为了整体飞行可靠性,我们对全箭重新审视了一遍,对长征七号遥三运载火箭进行了多项改进与优化。当时甚至图纸都是全新的,避免有任何遗漏问题。”火箭院长七火箭发射队队员周宁回忆。

“我们每发火箭的最大特色就在于‘稳’。”周宁说,“空间站是我们国家的重大任务,不容有失。让每一发火箭比上一发更可靠、入轨精度更高,是长七火箭最大的目标。”

为提高异常故障应对能力,保持火箭的高可靠性,长七火箭运载能力余量、入轨精度指标、可靠性指标都高于设计指标。“确保空间站正常运营,是长七火箭的首要使命。”火箭院长七火箭发射队队员邵业涛说。

作为三型载人航天工程专用火箭之一,长七火箭对火箭发动机工作性能偏差要求很高。因此,长七火箭的每台发动机都可以说是“优选优配”。

在研制阶段,长七火箭进行了大量地面试验工作,根据部件可靠性计算出全箭飞行可靠性,火箭飞行可靠性设计值为0.98。经过不断优化,火箭可靠性仍在不断提升。

严把长七火箭质量关

如何确保在设计、生产、试验以及靶场测试发射过程中不因人而异,保证火箭产品质量的一致性?对此,长七火箭进行了诸多探索。

“质量控制”始终是贯穿长七火箭从生产装配到测试发射全生命周期的主旋律。长七火箭通过单机生产的质量控制、总装状态的一致性、测试覆盖的全面性来确保发射任务的圆满成功。

邵业涛告诉记者,为保证产品可靠性,本发任务长七火箭出厂前还开展了专项质量复查工作。相比之前火箭试验队内部人员自行检查,本次任务首次组织相关系统单位骨干人员共同对发动机、伺服机构、火工品、贮箱等影响任务成败的关键产品开展多项质量复查工作。最终,将复查意见和解决措施落实到火箭产品上。

进入发射场后,试验队会进行诸多如火工品安装等影响任务成败的操作。如今,他们正在通过信息化手段进行发射场工作精细化控制。

周宁告诉记者,以往操作要求、规程等都是通过文件传递,过程中产生的数据等也都是手抄笔记。现在,长七火箭的操作规程都结构化为电子形式的岗位作业指导书,通过逐步确认、分级确认的方式确保操作、测试的完整性与正确性。

借助更加数字化、精细化的质量控制工作,试验队在发射场的工作流程更加紧凑,进场人员也更加精简。

例如,在经过“运输过程对产品的影响、提前安装是否具备条件”等充分论证后,长七火箭试验队已经将一些惯性器件从发射场安装提前到在进场之前进行安装,以前的4次总检查也已经被压缩成3次。“长七火箭正在论证把伺服机构等更多精密仪器安装工作提前的可行性。”周宁说。

据邵业涛透露,长七火箭正在开展5.2米整流罩研制工作,将提高载荷适应范围,充分发挥火箭能力,创造出更多价值。研制人员也将不断提高火箭故障适应性,让长七火箭成为具备故障诊断能力的“智慧火箭”。

打一发就要进步一发

秉持“打一发就要进步一发”的理念,长七火箭持续进行技术状态优化,火箭结构更加可靠,工作流程也不断优化。

“长七火箭在研制阶段曾突破近百项创新技术。”邵业涛介绍,本发任务长七火箭有多项技术状态变化,包括适应总体要求;提高火箭使用操作便捷性;提升产品可靠性,落实发动机可靠性增长项目;提高火箭性能、运载能力等方面。

“这一发长七火箭的控制逻辑更加严谨。”周宁介绍,长七火箭上主控计算机经过优化,可以更加从容应对临射前可能出现的突发情况。

除了“软”进步,长七火箭这次还进行了多项“硬性”改进。

为了降低火箭升空后整流罩的载荷,提高火箭可靠性,长七火箭试验队为火箭整流罩增加了一些排气孔。

火箭推进剂加注的温度、加注量都有很高的控制精度。周宁说,为保证入轨精度,长七火箭会不断根据之前任务的偏差修正弹道设计。此外,长七火箭的“导航功能”也在变得更加智能,通过迭代制导控制,二子级火箭将能够根据实际情况随时修正航向,将货运飞船送到设定位置。

不同于发射卫星,入轨后即使位置略有偏差也可以慢慢调整。长七火箭护送的天舟货运飞船是要在近400公里轨道上与以每秒7.8公里速度运行的空间站进行对接,入轨精度与可靠性同等重要。

在一发发任务中,长七火箭持续进步。“从火箭自身、任务流程到测发队伍人员数量,各项优化工作一直在不断进行。”周宁说。

(图片拍摄:刘泽康 高文豪)

编辑:廉颖婷