商业发射服务最主要的3个需求,便是物美、价廉、快速。
长八火箭继承了已有型号的成熟模块,可靠性设计考虑得更充分,宋征宇指出:“可靠是火箭的基础,无论面对什么样的用户,都需要做到可靠,但提供商业发射服务的长八火箭可靠性,是基于成本考虑的。”他坦言,不能将商业航天的可靠性和载人航天相比较,“未来长征八号火箭可以对标国际同行,经济性有可比性,可靠性更高。”
长八火箭首飞试验队将火箭材料的特性挖掘到极致,未来,箱体的人工成本和原材料成本可下降30%,达到经济性和运载能力的平衡。“长八火箭本身运载能力达到5吨级,而起飞规模为356吨,运载效率在国内火箭中是名列前茅的,运载能力的提升、成本的下降,必然会带来很高的性价比。”段保成说。
长八火箭通过“模块化、系列化、组合化”研制理念以及全箭模态综合技术等一系列方法,在保证产品可靠性的前提下,进一步节省测发成本,缩短研制周期、履约周期和发射周期,预计未来可实现接单12个月进场,进场10天发射的快速服务能力,用最短时间、最少成本,打造出一款具有竞争力的产品。
想要征战商业航天市场,就必须是个多面手,长八火箭不仅可以发射太阳同步轨道卫星,还能兼顾近地轨道和地球同步转移轨道发射能力,使其具有更强的市场竞争力。
据宋征宇介绍,未来商业航天发射需求种类繁多,需求迫切。“卫星互联网星座、对地观测卫星星座都是长八火箭主要用户,高校和研究所也可以利用科学试验卫星开展试验,长八火箭可为这些用户提供常态化的搭载服务。”
多项技术让智慧火箭更聪明
近年来,我国运载火箭高密度发射已呈常态化,但飞行故障甚至飞行失利也偶有发生。如果火箭具备故障诊断和自主飞行能力,在发生故障时自主调整,飞行结果便能大幅改善。
长八火箭基于控制效果的喷管极性辨识和控制重构算法的应用,突破了大静不稳火箭主动减载控制技术,同时兼顾提升对故障的适应能力,为智慧化发展应用打下坚实基础,让运载火箭变得有智慧、更聪明。
之所以采用大静不稳火箭主动减载控制技术,是因为此次发射的长八火箭是组合型火箭,芯一级和助推器均采用长征七号一级状态,结构非常强,而二子级采用长三甲三子级,结构相对比较轻薄,承载能力有限制。按照火箭的飞行轨道设计,火箭将在一、二级分离前通过南海上空稠密大气层,西向的大风将对火箭飞行形成垂直作用力。
“如果火箭在稠密大气中仍保持高速飞行的状态,轻则拉偏位移,影响入轨精度,重则导致火箭被大风吹断解体。”肖耘说。
因此,研制团队采用大静不稳火箭主动减载控制技术,通过自适应减载控制,将发动机100%的推力降到77.5%,提升了轻质贮箱结构对不确定风场的适应性,顺利通过“危险地带”。
此次首飞成功的长八火箭具备了滑行段飞行故障在线辨识的能力,能够在特定故障工况下自主进行姿态控制重构,提升火箭飞行控制的适应性和智能化水平。火箭可通过设计基于控制效果的喷管故障辨识和控制重构算法,开展故障在线辨识,并根据故障辨识结果,进行姿态控制重构。
宋征宇告诉记者,假如火箭发现原有的目标轨道已经不可达了,就会自动计算出一个临时停泊轨道,进行卫星救援。“目前,国际上明确提出这项技术的,只有我们长征系列运载火箭。”宋征宇自豪地说,在各项新技术的加持下,长八火箭变得更加智能了。
“融合型”的长征八号值得期待
长八火箭在设计之初就被分为“组合型”和“融合型”,一型火箭,两档配置的模式首次在长征火箭中使用。“就好比同一款汽车、手机也会有不同配置,满足不同用户的需求。”宋征宇形象地比喻。
此次发射的长八火箭为“组合型”,具有继承、简化、集中、共享等突出特点。后续,研制团队还将进一步提升火箭性能,缩短研制和测发周期,发射更为先进、更加经济的“融合型长八火箭”。
虽然外形上一模一样,但“融合型长八火箭”将进一步优化技术,实现电气一体化、地面测发控一体化、结构快捷制造、快速测发、无人值守等功能,并搭建新技术验证平台,更适应商业用户的需求,成为一款集先进性、安全性、高适应性和强竞争力于一身的新一代中型主力火箭。
“十四五”期间,我国将陆续淘汰以往使用常规推进剂的火箭,长八火箭或将承担起我国在太阳同步轨道发射主力军的作用。
“技术的进步势不可挡,环保的要求也越来越高,传统火箭在过去几十年里,为中国航天事业的腾飞作出了不可替代的贡献,但新一代运载火箭的升级换代势在必行。”宋征宇说,长八火箭在其他型号的研制基础上不断集成创新,传统火箭也可以长八火箭首飞为契机,形成良性竞争关系,共同推动中国航天技术持续发展,为航天强国建设贡献力量。
未来,长八火箭将按照“快速形成能力,迭代改进提升竞争力”的发展思路,形成不同运载能力,实现系列化发展,并通过不断迭代优化,提升竞争力,为我国后续卫星组网工程建设、商业航天发射服务提供有力支撑。(任悦鸣) 航天科技网站返回搜狐,查看