我國成功發射長征六號改運載火箭
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我國成功發射長征六號改運載火箭,長征六號改運載火箭首飛任務取得圓滿成功,標誌着我國新一代運載火箭家族再添新成員,進一步完善了我國新一代運載火箭的型譜,我國成功發射長征六號改運載火箭。
我國成功發射長征六號改運載火箭1
長征六號改由中國航天科技集團八院抓總研製,是我國首型固體捆綁運載火箭,是一款採用固體助推+液體芯級的新一代無毒無污染中型運載火箭,四個剛勁有力的固體助推器是其區別於現役運載火箭的最大特徵,電動伺服系統作爲助推器固體發動機的配套執行子系統,推動發動機柔性噴管進行雙向搖擺,是實現運載火箭姿態和軌道控制的關鍵一環。
對標國際一流
火箭在空中飛行,猶如巨輪遨遊在海洋中,控制系統是舵手,指揮航行軌道,發動機爲船帆,提供前進動力,而伺服系統則是水手,聽從舵手指令拉動船帆改變航行方向。
對於長六改而言,需要一個異常強壯的“水手團”來推動自身的固體發動機柔性噴管,電動伺服系統以結構簡單、研製成本低、可靠性高、維護方便等先天優勢成爲助推固體發動機執行機構的首選。
方案研製初期,對標國際先進的歐洲新一代運載火箭代表阿里安6號,型號提出採用270伏高壓供電,額定功率25千瓦的指標要求。“當時國內5千瓦等級的電動伺服系統也纔剛進入工程研製階段,在運載領域的應用更是史無前例。”
中國航天科技集團有限公司八院控制所長六改研製團隊負責人曾凡銓介紹道。“如何把千瓦級功率的產品安全可靠地用在運載火箭上,對整個研製團隊來說是天花板級的挑戰。”
2015年,歷經4年摸着石頭過河的研製,第一套伺服系統完成首次搖擺熱試車,標誌着大功率電動伺服系統邁入工程研製階段。“工程研製階段不僅要求功能可實現,還要具有更優的結構、更強的性能和更高的可靠性。”曾凡銓說道。
經過四輪方案迭代,研製團隊對大功率驅動電路、中高速永磁同步電機、大推力高精度傳動機構等進行了持續優化,“水手們”也經歷了一輪輪脫胎換骨般的瘦身,單套伺服機構減重近一半,更好地適應了箭上的安裝需求。
動態特性作爲電動伺服系統的關鍵性能,決定了“水手們”是否能夠快速而準確地跟蹤舵手的指令,帶動噴管完成姿態調整。在上百次的負載試驗驗證和仿真修正的打磨後,團隊設計了“超前校正網絡+雙陷波濾波器”控制算法,最終達到了高精度閉環控制和良好的動態特性要求,並且可滿足多種真實負載工況條件下的指標要求。
“不擾民的好鄰居”
高壓大電流還帶來了另一個問題,那就是高壓高頻的脈衝寬度調製(PWM)開關信號會產生強電磁干擾,影響自身內部電路以及電氣系統的其他電氣單機的正常工作。“我們在高中物理都學過,變化的電場會產生磁場,高壓高頻的開關信號所產生的強磁場會對箭體內的單機造成很大的干擾。”
伺服控制技術負責人崔業兵解釋道,而且,加電後高達300安的電流也會對附近的電路及元器件產生輻射,影響其他單機的正常工作。“把電磁干擾的影響降到最低,是電動伺服系統在運載領域使用的最重要前提。”
經過2年技術攻關、3輪專項試驗和設計改進,團隊研製了28伏控制電源濾波組件和270伏動力電源濾波組件,有效解決了高壓高頻干擾信號通過線纜耦合傳輸對內、外部電路的電磁干擾,全項通過了單機級和系統級電磁兼容試驗項目。“這樣,伺服系統就能做一個不擾民的好鄰居了。”電氣工程師姚堯笑着說。
“真金”不怕“火煉”
作爲一個效力於運載火箭的“水手”來說,終極的自我修養就是百分百的可靠。“電動伺服系統安裝在發動機噴管周圍,承受的力學環境是極其惡劣的。”電動伺服系統技術負責人馮偉介紹說,發動機點火後,瞬間可產生7500倍重力加速度的衝擊。
對此,研製團隊對直接影響任務成敗的核心單機控制器進行了充分的減振設計,通過了多輪衝擊試驗驗證。還對大功率驅動電路進行了“特訓”,針對高壓大電流的功率驅動組件開展了16項強化測試,對各種極限工況進行拉偏摸底,確保產品設計可靠,裕度充足。
團隊有針對性地設計了綜合環境應力下的可靠性增長試驗方案,充分考覈產品在綜合應力環境下的工作能力。考慮到冬季發射條件下,固體發動機在低溫冷透狀態下力矩顯著增加對伺服系統的.影響,團隊專項開展了伺服系統與發動機低溫聯合搖擺試驗,爲型號完善發射場故障預案提供了有力支撐,有效規避低溫天氣帶來的風險。
我國成功發射長征六號改運載火箭2
據央視新聞報道,今日,我國首型固體捆綁中型運載火箭長征六號改在太原衛星發射中心成功發射,順利將浦江二號衛星和天鯤二號衛星送入預定軌道,發射任務獲得圓滿成功。
浦江二號衛星主要用於開展科學試驗研究、國土資源普查等任務,天鯤二號衛星主要用於開展空間環境探測技術試驗驗證。
長征六號改運載火箭首飛任務取得圓滿成功,標誌着我國新一代運載火箭家族再添新成員,進一步完善了我國新一代運載火箭的型譜,未來將用於發射太陽同步軌道衛星。
瞭解到,長征六號改(長征六號甲,Long March 6A,CZ-6A)是在長征六號新一代火箭首飛成功基礎上,充分繼承已有技術進行研製,採用模塊化、組合化、系列化設計的運載火箭,其由上海航天技術研究院抓總研製,系我國首枚固液捆綁運載火箭。
據公開資料,長征六號甲是在新一代火箭首飛成功基礎上,充分繼承已有技術進行研製,採用模塊化、組合化、系列化設計,通過不同數量固體助推器和液體芯級組合形成合理運載能力臺階、性價比較高的運載火箭系列。
爲火箭芯一級配套研製的 120 噸液氧煤油發動機,以現有雙機雙擺發動機爲基礎,按照火箭總體要求,對增壓方式和總裝佈局進行了改進,並針對高入口壓力、長時間工作及新的飛行環境條件開展適應性改進研究,與其它火箭相比,芯一級發動機還將具備起飛前故障診斷功能,提高火箭發射可靠性。
其充分利用固體動力推力大、時間短,液體動力推力穩、比衝高的優點,採用兩級半構型,液體芯級捆綁四枚固體助推器,使固液體動力實現“跨界合作”。其可執行太陽同步軌道 SSO、低軌 LEO、中軌 MEO 等多種軌道的發射任務,支持單星發射、多星發射、星座的組網和補網發射。
我國成功發射長征六號改運載火箭3
3月29日,我國首型固體捆綁中型運載火箭長征六號改在太原衛星發射中心成功發射,順利將浦江二號衛星和天鯤二號衛星送入預定軌道。長征六號改運載火箭首飛任務取得圓滿成功,標誌着我國新一代運載火箭家族再添新成員,進一步完善了我國新一代運載火箭的型譜。
長征六號改運載火箭由中國航天科技集團八院抓總研製。火箭採用模塊化、組合化、系列化發展途徑,可通過助推器的調整,形成多種構型,打造運載能力覆蓋範圍廣、梯度合理、性價比高的運載火箭系列,可滿足未來衛星多樣化的密集發射需求。
長征六號改運載火箭芯一、二級直徑爲3.35米,一級採用兩臺120噸推力的液氧/煤油發動機,二級採用一臺推力18噸的液氧/煤油發動機,芯級捆綁4臺2米直徑的助推器。助推器採用兩段式120噸推力固體發動機,由中國航天科技集團四院研製。火箭全箭總長約50米,全箭起飛重量約530噸,700公里太陽同步軌道運載能力不小於4噸。
長征六號改運載火箭成功首飛,實現了我國運載火箭固體捆綁等一系列技術新突破,推動新一代運載火箭更高效、更智能、更安全,爲我國新一代運載火箭的創新發展奠定了堅實基礎。
長征六號改運載火箭模擬效果圖。圖片來源:中國航天科技集團八院
“固液混合”——更高效
長征六號改運載火箭首次實現了我國運載火箭領域固液發動機的“跨界合作”,突破一系列關鍵技術。充分發揮了液體發動機性能高、工作時間長和固體發動機推力大、使用維護簡單的綜合優勢,從而實現火箭可靠性更高、性價比更優。
同時,依託太原衛星發射中心新建發射工位,長征六號改運載火箭可實現14天快速發射,滿足中低軌道衛星高密度發射需求。
“健康診斷”——更智能
爲了保證發射任務萬無一失,火箭芯一級設置了“智能”健康診斷系統。“點火”指令下達後,芯一級液體發動機先點火,健康診斷系統進入工作模式,一旦出現非正常的突發狀況,健康診斷系統將當即做出判斷,實施緊急自動關機,同時助推器的固體發動機將不再點火。
此外,長征六號改運載火箭在國內首次採用伺服系統在線故障診斷與自適應重構技術,火箭飛行過程中,當某臺伺服機構出現故障時,智能“大腦”會根據自我診斷後的結果,重新進行計算並分配控制指令,實現火箭飛行的智能控制。
“無人值守”——更安全
在火箭發射前4小時,前端操作人員全部撤離塔架,火箭通過無人值守技術完成後續的發射流程。長征六號改運載火箭無人值守技術實現了我國在運載火箭領域的三個“首次”:
首次採用自動對接加註技術,可實現遠程全流程推進劑自動加註;首次採用零秒脫落技術,火箭箭地連接器在起飛瞬間自動脫落;首次實現推進劑加註開始後發射場前端無人員值守,有效保障了火箭發射任務的安全性。
圖爲長征六號改運載火箭發射前。圖片來源:中國航天科技集團八院
此次發射的浦江二號衛星也由中國航天科技集團八院抓總研製,主要用於開展科學試驗研究、國土資源普查等任務。
此次發射的天鯤二號衛星是由中國航天科工集團二院空間工程公司研製的新技術試驗衛星,繼承了天鯤一號衛星高功能密度的特點,同時具有更低成本、更小型化的特點。
天鯤二號衛星採用一體化設計思路,功能密度大、任務能力強,具備良好的性價比,能夠滿足空間科學探測、在軌服務、新技術驗證等多樣化複雜任務的功能需求,有效提升小衛星的空間多任務適應能力。本次試驗的主要目的是驗證新型姿態軌道控制算法、多功能柔性包覆材料、計算光學成像等多項關鍵技術。
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