在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射的長征六號開創(chuàng)我國一箭多星發(fā)射新紀(jì)錄。作為我國新一代運載火箭的首飛箭，長征六號“新”在哪里？記者走訪了長征六號抓總研制單位——中國航天科技集團公司上海航天技術(shù)研究院。
“三平”的測發(fā)新模式
以往，火箭研制完畢從總裝車間運往發(fā)射場，大多是分段運輸，然后在發(fā)射場的塔架上完成火箭各子級的垂直吊裝總裝和測試。長征六號對這一傳統(tǒng)模式進行了徹底變革，創(chuàng)造性地采用了“三平”測發(fā)新模式，即水平整體測試、水平整體星箭對接、水平整體運輸起豎發(fā)射。
此次發(fā)射的長征六號在水平狀態(tài)下完成全箭總裝和測試，包括與20顆衛(wèi)星的對接。整發(fā)火箭也是水平放置于專門研制的自行式整體運輸起豎車上，由起豎車將火箭水平運輸至發(fā)射工位，一氣呵成地完成水平對接、翻轉(zhuǎn)起豎、垂直定位、燃料加注和發(fā)射等動作。
承載長征六號的自行式整體運輸起豎車集火箭運輸、起豎、發(fā)射臍帶塔功能于一體，火箭穩(wěn)穩(wěn)地安坐其上，就能完成從測試到加注發(fā)射的所有流程。而且車輛可以實現(xiàn)自動導(dǎo)航無人駕駛及精確定位，三向定位精度誤差不超過5毫米。
為了適應(yīng)火箭“三平”測發(fā)需要，上海航天對地面測發(fā)控系統(tǒng)也進行了改進，將各種測試設(shè)備集成安裝到五個方艙內(nèi)，形成了一輛移動的“體檢車”，車隨箭走，大大簡化測發(fā)流程。
回收利用的航天新技術(shù)
長征六號首次采用了我國最新研制的高壓、大推力、無毒、無污染的補燃循環(huán)液氧煤油發(fā)動機。一級直徑3.35米，采用單臺最大推力為120噸的液氧／煤油發(fā)動機，二、三級直徑2.25米，分別采用一臺液氧／煤油發(fā)動機和一臺常規(guī)推進劑發(fā)動機?；鸺痫w推力1200千牛。
為了獲得更大的運載能力，長征六號火箭采用了一系列全新的設(shè)計方案，獨特的發(fā)動機氧箱自生增壓技術(shù)是最大亮點。由于火箭在飛行中，需要不斷對發(fā)動機氧箱進行增壓，傳統(tǒng)設(shè)計中，需要額外增加獨立的增壓氣瓶。自增壓方案利用發(fā)動機燃氣發(fā)生器的富余氧氣為一級氧箱進行增壓，可為火箭減少12個單獨的增壓氣瓶以及一整套冗余增壓系統(tǒng)，大大優(yōu)化火箭總體方案并減少質(zhì)量隱患。
這項回收利用的航天新技術(shù)在國際上從未曾有過先例。上海航天科技人員開展了大量試驗和攻關(guān)，充分驗證方案可行性，并通過熱試車有效驗證了增壓系統(tǒng)的工作性能，僅增壓輸送系統(tǒng)就申請了16項專利。
此外，長征六號還創(chuàng)造性地使用了發(fā)動機燃氣滾控系統(tǒng)，利用一級發(fā)動機渦輪泵后引出高溫高壓富氧燃氣，與發(fā)動機一起對火箭進行滾動姿態(tài)控制，保證火箭飛行過程中的姿態(tài)穩(wěn)定，在國際上也屬首創(chuàng)。
全新的火箭“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”
控制系統(tǒng)是火箭的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”。長征六號緊跟國際運載火箭發(fā)展趨勢，將控制、測量、供配電組成全新的電氣系統(tǒng)，實現(xiàn)了箭上信息一體化、供配電一體化和地面測發(fā)控系統(tǒng)一體化，有效提高了火箭電氣系統(tǒng)的先進性、可靠性與適應(yīng)性。
在控制系統(tǒng)中，采用了“雙八表捷聯(lián)慣組組合導(dǎo)航”技術(shù)和“迭代制導(dǎo)”技術(shù)，綜合利用地面測控網(wǎng)、導(dǎo)航星座系統(tǒng)和中繼衛(wèi)星，實現(xiàn)天基測控和地基測控相結(jié)合，在火箭飛行過程中對火箭狀態(tài)進行實時測量，實現(xiàn)更高的導(dǎo)航精度，以確保衛(wèi)星入軌精度達到百米級，在太空實現(xiàn)點對點的“上門投遞”。
航天“智造”的新工藝
長征六號在設(shè)計中采用了全箭數(shù)字化協(xié)同研發(fā)及一體化總裝集成技術(shù)。將設(shè)計轉(zhuǎn)化為實物，充分展現(xiàn)了航天“智造”的新工藝。
為了大幅降低火箭自重，長征六號運載火箭首次采用大溫差隔熱復(fù)合材料夾層共底貯箱。夾層共底需承受液氧、煤油兩個獨立系統(tǒng)的正壓、反壓載荷，同時還要抵抗液氧和煤油之間將近200攝氏度的溫差。經(jīng)過16個月研制，上海航天最終攻克一系列難題，并掌握了激光掃描及仿形加工、結(jié)構(gòu)件整體膠接成型等關(guān)鍵制造技術(shù)。
閥門是火箭管路中的關(guān)鍵部件，溫差變化容易造成閥門產(chǎn)品的收縮、膨脹變形，從而影響氣密。長征六號上各種各樣的閥門有40多種、90余件，溫度從-196℃到50℃。大溫度跨差對閥門的原材料選型、零件機加工精度、裝配試驗維護等產(chǎn)生了一系列影響。技術(shù)人員經(jīng)過10個月艱苦攻關(guān)，最終掌握低溫閥門研制技術(shù)。
通過長征六號的研制，上海航天還掌握了高精度膜片貯箱制造加工、高壓引流伺服系統(tǒng)、低溫靜力試驗技術(shù)等一大批自主關(guān)鍵技術(shù)，有力推動了航天制造技術(shù)快速發(fā)展，帶動一大批工藝技術(shù)改進。
長征六號首飛箭發(fā)射了20顆衛(wèi)星。為了滿足多星發(fā)射需求，長征六號在國內(nèi)首次采用了馮卡門復(fù)合材料全透波衛(wèi)星整流罩，使衛(wèi)星整流罩具備了全向透波能力，有力改善全箭力學(xué)環(huán)境和衛(wèi)星環(huán)境條件。通過對多星發(fā)射技術(shù)的探索，還形成了系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的多星發(fā)射接口，為今后進一步降低衛(wèi)星發(fā)射成本、提升多星發(fā)射能力奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
在長征六號研制的基礎(chǔ)上，上海航天還將繼續(xù)研制新一代中型運載火箭，打造長征六號升級版，形成系列化產(chǎn)品。長征六號升級版有望在“十三五”期間實現(xiàn)首飛。