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“國家隊”新型号進軍商業航天發射,長征六号丙火箭首飛成功

作者:南方+用戶端

2024年5月7日11時21分,長征六号丙運載火箭在大陸太原衛星發射中心發射成功,以一箭四星的方式成功将海王星等四顆衛星送到預定軌道,首飛任務取得圓滿成功!

“國家隊”新型号進軍商業航天發射,長征六号丙火箭首飛成功

作為長征系列火箭家族的新生力量,長征六号丙運載火箭由航天科技集團八院抓總研制,是一款面向商業發射市場、加快适應生産力變革的新一代單芯級液體火箭。

“初生”即加速,勇闖商業航天發射“快車道”

目前,國内商業航天市場蓬勃發展,據《中國航天科技活動藍皮書(2023年)》顯示,2023年,大陸共完成26次商業發射,研制發射120顆商業衛星,占全年研制發射衛星數量的54%。商業航天騰飛的背後,既有國家政策的大力支援,也有航天國家隊和民營航天企業的積極發力。

在2024年兩會期間,商業航天首次被寫入政府工作報告;此前的中央經濟工作會議上,也提到了“積極打造生物制造、商業航天、低空經濟等新增長引擎”,這無疑給商業航天的迅速發展帶來了新的機遇。2024年3月,航天科技集團召開全面深化改革工作上司小組第四十一次會議,明确提出“要堅定不移成為大陸商業航天發展的引領者和中堅力量”。

2023年,長征系列火箭發射機會首次公開競拍,長征六号丙成為競拍此次發射服務的“主角”,這也是長征六号丙運載火箭的“首次亮相”。此次首飛發射的4顆衛星,就是緊盯市場發射需求,通過商業運作模式實作的一次拼車發射服務,也為這枚新火箭進軍商業發射市場、覆寫更多市場需求奠定了基礎。

“國家隊”新型号進軍商業航天發射,長征六号丙火箭首飛成功

安全可靠、快速響應,以國家隊标準滿足市場新需求

面對商業航天市場日益旺盛的衛星發射需求,選擇一款“高可靠、高成本效益、适應性強、響應快速”的運載火箭,是使用者對商業發射服務的共性要求。為此,長六丙在研制階段就大膽開展技術和管理層面上的創新,讓火箭“好用、高效、更經濟”,為長六丙加快适應未來商業發射市場塑造強大的“生命基因”,尋求市場發展“最優解”。

據了解,長六丙火箭充分繼承長征系列運載火箭的成熟技術,産品化率高達95%,為火箭後續執行商業發射任務提供可靠性和穩定性的“強大基因”。同時,長六丙火箭在繼承基礎上還新增了更多安全配置。比如控制系統單機均采用内部三模備援,單機之間通過三條獨立的1553B總線進行資訊互動,使控制系統兼具可靠性與靈活性。值得一提的是,長六丙在大陸運載火箭領域的首次創新采用AAC控制技術(即自适應增廣控制),實作對運載火箭姿态的精準控制,推動火箭控制系統不斷邁向自主化、智能化。“可以把火箭的AAC控制簡單了解為智能駕駛,通過判斷道路狀态、乘客的舒适體驗等因素自動調整方向盤和油門,實作車速和方向的自動控制,確定安全穩定行駛,同時兼顧乘客的乘車體驗。”長六丙火箭控制主任師胡存明解釋道。通過繼承和創新的有機融合,保障火箭從出生之初就以國家隊的品質标準滿足商業市場的各種需求。

與以往執行國家發射任務不同,商業市場多樣化的發射需求背後也常常帶來更多變數,如何以不變應萬變,在最大化滿足使用者的同時實作快速履約?“去任務化”,成為了長六丙研制團隊給出的最佳答案。所謂“去任務化”,就是最大化統一産品的狀态,先打造出一枚可适配多任務要求、可滾動組批投産的“标準火箭”,在後期發射任務明确後,可按照衛星配套要求,在“标準火箭”開展适應性的“加裝和改進”。“就像是我們購買電子産品時的标配和選配。”長六丙火箭總體主任師餘延生補充道,“通過去任務化的模式,可以有效提高長六丙火箭的任務适應性和靈活性,滿足商業航天市場高頻次、高密度發射的需求。”

“國家隊”新型号進軍商業航天發射,長征六号丙火箭首飛成功

突破傳統,向“新”而行,新技術帶來新動能

目前,新質生産力正成為推動高品質發展的重要着力點。如何打造新質生産力,為高品質發展增添新動能?“以新手段賦能型号研制”“用新材料引領産業更新”,長六丙火箭向“新”而行、一路探索。

“進入商業發射市場後,火箭将更多傾向于商品屬性,這意味着我們不僅要積極順應市場環境,将傳統優勢轉化為市場競争力,還要探索低成本、商業化的研制模式,在火箭的成本效益上下足功夫。”長六丙火箭副總指揮李軍說道。

但運載火箭作為複雜系統工程産品,背後涉及到多系統的配套與內建。如何突破傳統運載火箭研制模式,在激烈的市場競争中赢得先機?型号以改革破題,在研制過程中提出并應用了“數字火箭”的理念,通過數字仿真技術、部段級試驗代替取消了多項傳統大型地面試驗。以往研制一款新火箭,需要經曆多項大型地面試驗“大考”,比如全箭氣動設計風洞試驗、全箭模态試驗等等,每一項試驗都會耗費大量的時間和成本。但長六丙是在長征六号甲運載火箭的基礎上開展組合化、通用化設計,借助已有的研制經驗和技術積累,型号采用高精度氣動數值仿真替代部分全箭氣動設計風洞試驗,采用精細化模組化仿真結合部段級模态試驗替代全箭模态試驗。“通過部段級的‘小試’,火箭的研制時間縮短了一年以上,且大大降低了研制成本。”

除此之外,長征六号丙大量采用輕質化材料,新研了2.9米直徑大溫差夾層共底貯箱。所謂大溫差共底貯箱指的是-183℃氧化劑貯箱和常溫燃料劑貯箱共用一個底,兩箱獨立工作、互不影響。據長六丙結構主任師陳中強介紹,共底貯箱是提高火箭結構效率、提升運載能力的有效途徑,也是未來新型火箭應用的趨勢。同時,長征六号丙火箭衛星整流罩、支承艙、儀器圓盤、二級導管電纜整流罩等大量應用複合材料技術,降低結構重量,進一步提升了火箭的運載能力。通過一系列輕質化措施,火箭進一步提高火箭結構效率、提升火箭運載能力,釋放火箭運載能力近600公斤。

随着首飛任務的成功,長征六号丙火箭正式入列長征運載火箭家族。面對未來高強密度的發射任務,長六丙火箭将始終保持敢于創新、一往無前的勇氣和銳氣,在屬于它的青春賽道上不斷探索,在加快建設航天強國的征程中貢獻新生力量。

南方+記者 王詩堃 徐勉

通訊員 王振劍 李同

圖檔 上海航天

【作者】 王詩堃;徐勉

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