【我国首型固体捆绑火箭首飞成功,长征火箭家族再添新丁】长六改火箭在飞行过程中 , 芯级与助推器发动机都要摆动 , 共同参加火箭的姿态控制 , 但由于两种发动机的特点不同、伺服机构的动态特性不同 , 芯级与助推器之间势必存在相互干扰 , 对火箭的稳定飞行会带来不利影响 。 为此 , 长六改火箭创新性采用联合摇摆控制方案 , 通过优化不同飞行阶段的摆角分配策略 , 克服了火箭在飞行过程受到的诸多干扰 , 让火箭优雅端庄、信步苍穹 。
在固体助推器分离的瞬间 , 失去了大推力固体发动机的加持 , 火箭可能会面临“空中大刹车”的局面 。 为此 , 火箭控制系统会在助推分离前对固体发动机的工作状态进行智能监测 , 将整箭控制策略从最初的联合摆动控制平稳过渡到芯级单独控制 , 从而最大程度地保证了火箭抛助推前后的稳定飞行 。
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一系列新技术助力长六改
距离长六改火箭的首飞还有4小时 , 在测控发射大厅里 , 中国航天科技集团有限公司八院长六改试验队员正在有序推进火箭发射前的各项加注以及测试工作 。 与以往运载火箭发射不同 , 此时 , 前端塔架上所有操作人员早已安全撤离 。 火箭发射前的所有工作都将通过测控发射大厅实现远程控制 。 这就是长六改火箭无人值守技术带来的发射场景 。
“智能机械臂”是无人值守技术中的关键设备 。 在常规的火箭发射流程中 , 加泄连接器一般采用人工现场手动对接、自动脱落的方式 , 而长六改火箭打造的地面发射支持系统则将火箭芯一级的加泄连接器升级为一款可自动对接的“智能机械臂” , 以“一臂之力”实现了我国运载火箭的首次智能化对接加注 。
这是一只“长了大脑和眼睛”的机械臂 。 比如在火箭加注前 , 会因为载荷变化或风力的影响产生随机晃动 , 那在火箭“随风摇曳”的状态下 , 怎么才能让机械臂对得准呢?中国航天科技集团有限公司八院805所设计师历时4年攻关 , 通过跨学科钻研 , 赋予了机械臂自主学习和空间姿态捕获的能力 , 让它像长了“大脑和眼睛”一样 , 具备了动态测量、实时跟踪的本事 , 可以确保在雨、雪、雾等复杂天气环境中准确获取目标位置 。
此外 , 长六改火箭的二级加泄连接器、卫星整流罩空调送风连接器均采用零秒脱落技术也为实现火箭发射前4小时全体工作人员从发射塔架撤离提供了保障 。
长六改火箭还配备了“健康管理” , 让火箭更智能 。 与常规的运载火箭点火流程不同 , 火箭发射时 , 长六改火箭芯一级发动机先点火 , 4个固体发动机助推器再点火 。
固体发动机虽然工作可靠、使用维护简单 , 但却存在一旦点火就无法实施紧急关机的情况;相反 , 火箭芯级采用的液体发动机则可以通过紧急关机系统实现关机 。 因此 , 在固体助推器点火为长六改火箭提供强大起飞推力前 , 需要对火箭芯级液体发动机的健康状态进行诊断 , 在确保芯级发动机健康无虞的前提下 , 固体助推器才执行点火程序 。
那如何在发射前为火箭发动机做一次全面的健康检查?长六改火箭的设计师们为火箭芯一级的液体发动机配置了一位“健康管家” , 即发动机健康诊断系统 。 但“打铁还需自身硬” , 这位“健康管家”要在极短的时间内对液体发动机启动后的工作状态进行准确无误地判断 , 还不能因自身故障把正常工作的发动机误关机 , 导致火箭发射推迟 , 真正做到快速诊断、准确判断 , 保证发射任务万无一失 。
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