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长征三号丙改二型火箭首飞
多项创新技术为试验飞行器护航

2014年10月24日03:07    来源:人民网    手机看新闻

人民网西昌10月23日电(记者吴月辉)2014年10月24日,长征三号丙改二型火箭迎来首飞,成功搭载飞行试验器,圆满完成了探月工程三期再入返回验试验发射任务。

探月三期工程要实现月面自动采样返回,验证地球大气高速再入等核心的关键技术,工程意义重大。为了确保护送飞行试验器准确进入预定轨道,火箭系统对执行此次发射任务的长征三号丙改进二型运载火箭进行了多项改进和技术攻关。

“这也是长征三号丙改进二型运载火箭的首次亮相出征。与长三丙基本型相比,增强型有多项改进、创新。首次在长三丙火箭上使用双惯组加复合制导。从外形上看,它的个子比长三丙基本型长高了1米多。运载能力由原来的3.8吨提高到3.9吨。”探月三期运载火箭系统副总指挥金志强说。

据介绍,长征三号丙改进二型运载火箭在继承“金牌火箭”——长征三号甲系列火箭成熟技术的基础上,加长了火箭一级和助推器的长度。同时,二级发动机采用了我国可靠性最高的长征二号F运载火箭二级发动机,为此次飞行器试验任务提供更为强劲的运载能力和更高的飞行可靠性。

此次火箭发射实现了我国地月自由返回式轨道设计,这也尚属首次。

“地月自由返回轨道近地点高度200千米,远地点高度约41万公里,这个轨道简单说就是直接发射到地月返回轨道的一个入口。运载火箭首次将试验器送入了这一轨道,使飞行试验器可以节省中途修正所需的推进剂,借助月球引力完成转弯并返回地球,同时这一轨道设计实现了连续三天均有发射窗口,降低了此次任务的风险。”金志强说。

据航天科技集团专家魏明远介绍,地月自由返回式轨道很难找到连续三天都有发射窗口的情况。“所以在工程之初,我们运载火箭系统和飞行器系统就一起开展了大量的窗口搜索工作。我们统计了下,我们大概搜索了一百多条轨道进行了计算和核算,可以说这个工作量是非常非常大的。”

试验器与火箭分离后,火箭的末级将与试验器一起进入地月自由返回轨道,并再入返回地球。火箭末级再入速度快、落点散布大,会给末级残骸的落点预报和安全防护带来极大困难。为了解决这个难题,工程人员们首次利用火箭剩余能量实现末级轨道修正。

“我们利用火箭末级的剩余能量,对末级轨道进行优化设计,在确保试验器安全的基础上,将火箭末级由地月自由返回轨道机动到一条绕地飞行的大椭圆轨道上,解决了末级再入地球可能带来的安全问题,同时也达到了火箭末级钝化的目的。”金志强说。

此外,据专家介绍,这次任务首次实现了我国现役运载火箭测量技术的升级换代。长征三号丙改二型火箭采用了“天基测量”技术,即通过天基中继星向地面技术人员传输火箭飞行过程的实时遥测数据,对飞行中的火箭进行全程实时测控。同时,最新的高码率传输技术,可增加测量点、提高数据传输速度、增大数据传输量,与天基测量技术一起,保证地面技术人员即时掌握火箭的飞行动态,进一步降低测控盲区。

“我们这发火箭是首次采用了5兆的传输技术。大家知道,火箭在飞的时候同时要往回发测量的数据,现场地面测控实时接触到这些数据,以监控它的飞行状态。以前我们传输技术只有2兆,现在我们把它提升到了5兆,这样一来我们就有了很多高频的参数,比如说像震动啊、冲击啊一些测量的参数,这样的话对我们观察火箭飞行的状态以及事后处理和判读数据提供了很多的依据。”魏明远说。

“测量技术的升级换代推动了我国无线遥测传输技术的发展,将我国现役运载火箭测量技术带入了高码率时代,为我国新一代运载火箭数据获取与传输技术创新奠定了基础。”金志强说。(完)

(责编:宋煦冬、赵竹青)


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