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航天科技集团六院千吨动力推举长五B豪迈首飞 拉开我国空间站建设帷幕

时间:2020-06-30浏览:159设置

来源:快资讯2020-05-07

5月5日18时,由航天科技集团六院提供全系列动力的长征五号B运载火箭,在海南文昌发射场豪迈出征,成功将我国新一代航天飞船试验船送入近地轨道。

航天六院院长刘志让表示,这是航天科技集团六院独立自主研制的新一代大推力绿色无毒无污染液氧煤油、液氢液氧发动机,继推举长征五号、六号、七号实现工程化应用之后,实现的又一新型运载火箭应用,展示了液体动力事业的贡献与担当。

本次发射,六院为火箭研制交付了两种共10台主发动机,分别是2台50吨级氢氧发动机组成的芯一级动力和8台120吨级液氧煤油发动机组成的助推器。

除了为火箭飞向太空提供上千吨推力之外,在火箭搭载的新一代航天飞船试验船上,还有六院研制提供的返回舱和服务舱推进子系统,主要实现飞船在轨自主飞行段姿态、轨道控制以及返回再入过程姿态控制功能。其中,返回舱上配置了无毒推进剂推进系统方案。

作为我国新一代低轨大型运载火箭,长五B火箭肩负着我国近地轨道运载火箭能力大幅提升、技术进步和更新换代的历史重任,其首飞成功标志着空间站任务阶段正式拉开序幕,也将为我国航天强国建设奠定坚实基础。

长征五号B运载火箭是我国近地轨道运载能力最大的新一代运载火箭,全箭总长53.7米,起飞质量约849吨,近地轨道运载能力达到25吨级,承担着我国载人航天工程空间站阶段各舱段的发射任务。较之长征五号运载火箭,长五B运载火箭只有一级半构型,即芯一级发动机捆绑四个助推器。

据悉,本次发射旨在验证该火箭构型的一级入轨能力,考核其一次发射进入空间的最大载荷。同时,本次搭载的新一代航天飞船试验船,是为我国空间站及后续载人航天任务研制的,同时兼顾近地轨道任务和更远的深空探测。

与神舟载人飞船相比,新一代载人飞船体型更大,既能载人又能载货。本次长五B首飞,将在轨验证试验船第二宇宙速度再入条件下的推进功能与性能,为新一代载人飞船研制奠定技术基础。

本次发射,无论从火箭构型还是飞船试验任务,都对六院的各型发动机提出了更为苛刻的要求,主要体现在以下几点。

▲火箭方面,较之长征五号火箭,长五B飞行过程比“胖五”过载更大,即飞行加速度更大,发动机氧泵入口压力也随之增大。同时,本次发射也是世界上首次使用大推力发动机直接将载荷发射到轨道上,对发动机参数准确性和稳定性要求较高。

针对以上要求,六院发动机团队加严加细过程管理和人员操作各项要求,开展了产品设计特性全集分析,实现发动机全数据说话,不断管理改进过程控制和发动机薄弱环节,进一步提升了发动机产品的可靠性。

▲试验飞船方面,相较之前的载人飞船,六院开展了推进技术创新,返回舱推进子系统采用了新型单组元无毒推进系统技术方案,相较于以往载人飞船的有毒推进剂,大大提高了系统安全性,为后期载人发射提供了较高的安全保障。为满足新飞船体型更大、飞得更远、载货能力更高的要求,服务舱推进子系统新研制配套了目前国内航天器领域最大容积的贮箱。

疫情期间,为保障长五B火箭首飞成功,六院各单位的试验队员从西安、北京、上海奔赴发射场,一手抓疫情防控,一手保障首飞成功。试验队进一步提高风险意识、质量意识和责任意识,规范工作流程,细化工作内容,精心做好发动机产品的检测与各项测试,严格保障各项工作节点。细致确认发动机各项参数,确保发动机状态良好,深入做好发射预案,扎实开展“双想”工作,消除了存在的风险或隐患,确保了长五B火箭首飞成功。

长征五号B发射成功

背后有这样一群液体动力人

“5、4、3、2、1,点火!”,伴随着响亮而坚定地“点火”口令,在高温烈焰的举托下,长征五号B运载火箭缓缓地拔地而起,然后以雷霆万钧之势,直刺苍穹。此时,人们翘首仰望,烈焰飞腾,长征五号B运载火箭拖着长长的火柱,向大海的方向飞去,消失在云层之中,唯有震耳的呼啸声还在耳边回响。

此时此刻,海岛沸腾了!测控大厅里,岗位人员有的欢呼鼓掌,有的挥舞双拳……他们以不同的方式,表达着内心的激动和兴奋。而作为航天科技集团六院试验队队长的康乃全,并没有像年轻人那样激动,他只低头在仔细追踪数据,直到全部成功。抬头那一刻,连日来的疲惫也在升空瞬间得到了释放和纾解,这会是一个愉快的不眠之夜。

长征五号B运载火箭,主要用于空间站舱段等近地轨道大型航天器发射任务,是在长征五号运载火箭基础上改进研制的新型运载火箭,采用无毒无污染的液氧、液氢和煤油作为推进剂,也是我国首个一级半构型的大型运载火箭。航天科技集团六院为此次发射用火箭提供了全部动力系统,为新一代载人飞船提供了用于轨控和姿控的动力系统。

在这成功背后,航天六院研制团队为此付出了怎样的艰辛汗水,就让我们走进文昌航天发射场,探寻火箭呼啸升空那炫目尾焰背后的故事。

长征五号系列火箭的一个助推器直径就与其他现役火箭的芯级直径一样大。这么庞大的火箭,箭上复杂的系统,任何一个动作、任何一个接口、任何一个参数都不能出错误。

从发动机进入靶场至发射,先后要开展数十次测试,每次测试需判读近百个遥测参数,近两百条时序指令,测试判读工作量很大。而数据研判是发射任务的一项基础性工作,这是一个复杂细致的活,稍不留神,就有可能出现瑕疵。

“不能带着问题上天”,这是中国航天的铁律。为了提高判读效率,11所系统设计王飞将遥测数据画图和历史测试数据进行一致性比对和包络分析,这样不但大大节省了时间,还提高了数据判读的准确性。

厂房内,只见王飞紧盯着屏幕上的各种参数,与旁边的电气设计刘丽反复沟通,不放过任何细节,“这些数据关系着发射成败,虽然工作基础却非常重要。不能有丝毫大意,必须是100%精细精准。”

这边问题刚解决,那边又来了难题。“同一助推模块两台发动机的电磁阀控制电缆与总体对接环节会不会出错?”双想时身经百战的主任设计师李妙婷提出这样的疑问。

“能不能用电磁阀响应时间测试数据的差异来判断极性?”

“设计师在关键技术攻关中,我们实行设计人员、工艺人员和技能工人三结合攻关,大家一同分析、深入讨论、科学判读,确保每一个环节准确无误。”李妙婷自信地说着。

“爸爸,你什么时候能回来啊?我已经好久好久都没见过你了,你再不回来,我就快忘记你的样子了!”放下3岁女儿的电话,北京11所主任设计师许健满怀内疚,却又马上投入到工作中去。

2020年春节刚刚结束,试验队就扎进了靶场,进行前期的准备工作,这一呆就是两个月。

“晚上偶尔回去的早,可以跟孩子视频,看着他们天真的笑脸,就又充满了力量,就感觉不到累了”。已经有了一儿一女的许健,说到孩子眼睛又亮了起来。

由于疫情影响,此次试验队只有9个人进场,比原计划减少了1∕3,再加上隔离观察,试验队不得不面临时间紧、任务重、人员少的局面。“人少了,但工作程序可一点也不能少,工作质量更不能打折。”大推力氢氧发动机副总师王维彬说。

为了把疫情耽误的时间补回来,北京11所试验队员在二十天时间里,完成了2台发动机的外场装配、测试和检验工作,并顺利完成与基地的交接。夜晚的火箭垂直总装厂房,灯火通明,窗外涛声阵阵,椰林婆娑。总装组王志云、孙彦铭看着装配好的发动机,终于松了口气。试验队员们每天在技术阵地配合,对每一个环节进行严格把关,将成功牢牢掌握在自己手中,加班加点更是常态。这样高的工作量,把大家都压的绷紧了神经,好在今天终于暂告一段落。

“这次任务很特殊,新火箭推举新飞船,并且正处于国家抗击疫情的特殊期间,在现场的不论是身经百战的老专家,还是初出茅庐的年轻人,每个人的身体和神经都像拉满了弦的弓,重压面前,迎难而上。大家都为能够参与本次任务感到骄傲和自豪。

因为能亲眼见证自己研制的火箭飞上太空,是最让我们航天人最开心的一件事。” 王维彬这位温润谦逊的副总师说起这次发射任务,语气里都是藏不住欢喜与自豪。

南海之滨,琼东古邑,海南岛风景如画,试验队员们却鲜有时间欣赏海景。“在这里双休日变成工作日,‘黄金周’变成‘工作周’,任务节点都是提前排好的,大家心里只想着圆满完成任务。”801所型号指挥王蕾说道。“2020年1月下旬我们就进场了,为了打好新型首飞这一仗,我们做好了充足准备。”

新一代载人飞船作为新研型号,不仅是目前加注量最大的航天飞行器,更有许多新产品、新技术,这给801所试验队带了不小的挑战。

对于王蕾他们来说,头号难题就是氧化剂加注,时间跨度长,工作琐碎,人员众多,每一道程序都要严格遵守,不能有丝毫闪失。作为新飞船推进系统的主任设计师刘建盈,为了保证能够准时、安全、圆满地完成任务,针对各种可能出现的故障,制定了一整套方案计划,并对队员开展针对性训练,以万全之策应对万一可能。

夜已深,加注厂房内依然灯火通明。随着刘建盈准确的指令,监控屏幕上的加注曲线和数据参数不停地跳跃闪烁。试验队员们紧盯监控屏,认真记录着流量数据变化情况,时刻关注设备的运行状态。

“幸好我早上喝了一杯黑咖啡。”刘建盈开玩笑地说。

服务舱使用的推进剂四氧化二氮具有强氧化性,稍不留神就会造成星毁人亡的严重后果。作为加注指挥,坐镇加注指挥平台的刘建盈,神情若定的自信表情给大厅里紧张的气氛平添了几分轻松。

从早上8点到第二天凌晨3点,经过19个小时的苦战,试验队员们终于顺利完成了新飞船氧化剂的加注工作。

此时,南海之滨的立夏之夜,宽广的大海浪奔浪涌,浩瀚的天空繁星闪烁,而忙碌了一天疲惫的试验队员也终于可以踏实地睡一觉了。

每一次成功发射,都代表着国家航天事业的发展与进步;每一次发射背后,都有无数动人的故事;每一个故事背后,都是航天人的无私奉献和辛勤付出!他们中有的父母卧病在床无法照料,有的家人分居难以团聚,有的身体抱恙不下火线……这些,他们却不愿过多谈及。他们更爱讲的是“长五B”研制的故事,是“长五B”一飞冲天的精彩。

航天强国,逐梦星河,而长征五号B正是中国追逐航天之梦的时代符号,他们用自己的青春担负起这份职业赋予的神圣使命,把梦想写在了星辰大海的未来中。

何怡 成楠/文


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